Akumulatori saules paneļiem: pārskats par piemērotu akumulatoru veidiem un to īpašībām

Alternatīvās enerģijas sistēmas arvien vairāk tiek izmantotas dzīvojamo ēku apgādei ar elektroenerģiju.Tā kā elektroenerģijas ražošanas un patēriņa režīmi atšķiras, ir jānodrošina tās uzkrāšana turpmākai produkcijai. Vai tu piekrīti?

Lai izmantotu enerģiju īpašniekam nepieciešamajā laika periodā, shēmā ir iekļautas baterijas saules paneļiem. Mēs jums pateiksim, kā pareizi izvēlēties ierīces, kas paredzētas darbībai uzlādes un izlādes ciklos. Mūsu ieteikumi palīdzēs jums izvēlēties optimālo modeli.

Baterijas mājsaimniecības saules enerģijas sistēmā

Izpratne par akumulatoru izmantošanas metodēm un niansēm, nodrošinot objektu ar elektrību no saules paneļiem, ļaus pareizi izvēlēties ierīces un nodrošināt maksimālu sistēmas efektivitāti.

Lai veiktu apzinātu pirkumu, jums rūpīgi jāizprot akumulatora masīva (bloka) izveides metodes un galveno raksturlielumu aprēķināšanas noteikumi.

Metode ierīču apvienošanai vienā masīvā

Dzīvojamās un rūpnieciskās lietojumprogrammas patērē elektriskās slodzes, kas pārsniedz viena akumulatora ietilpību. Ja saules enerģijas sistēma ir paredzēta lielam skaitam elektroierīču, pēc šādas kombinācijas parauga ir jāizveido uzlādējamu bateriju masīvs saules paneļi.

Akumulatoru pievienošanu vienam elektriskās atmiņas blokam var veikt paralēli, sērijveidā vai jauktā veidā. Izvēle ir atkarīga no nepieciešamās izejas jaudas un sprieguma.

Atkarībā no tā, kā akumulatori ir savienoti viens ar otru, jūs varat sasniegt dažādas izejas sprieguma vērtības, taču nevajadzētu izveidot ļoti sarežģītas shēmas, lai izvairītos no izlīdzinošās strāvas veidošanās starp masīvā esošajām ierīcēm.

Baterijas tiek novietotas mājā vai citā ēkā, lai nodrošinātu, ka apkārtējās vides temperatūra ir robežās no 10 līdz 25 grādiem pēc Celsija virs nulles un novērstu ūdens iekļūšanu tajās. Tas ievērojami pagarina ierīču kalpošanas laiku un samazina enerģijas zudumus.

Modernās tehnoloģijas lādējamo bateriju ražošanai, kas paredzētas ievietošanai dzīvojamās ēkās, paredz paaugstinātus vides drošības pasākumus. Tāpēc nav nepieciešams veikt īpašus pasākumus telpas intensīvai ventilācijai. Tomēr tos nevajadzētu novietot dzīvojamās telpās.

Tā kā akumulatoriem ir ievērojams svars (12 voltu un 200 Ah ierīce sver aptuveni 70 kg), tie jānovieto uz grīdas vai uz izturīgiem un droši nostiprinātiem statīviem.

Ir jānovērš iespēja, ka akumulatori var nokrist no augstuma, jo šajā gadījumā tie neizdosies, un sistēmas ar šķidru elektrolītu arī ir bīstamas cilvēku veselībai, ja tajās samazinās spiediens.

Palielinoties strāvas kabeļa garumam, palielinās elektriskā pretestība, kas noved pie sistēmas efektivitātes samazināšanās. Tāpēc tiek praktizēts novietot baterijas tuvu vienu otrai, lai samazinātu kopējo vadu garumu.

Akumulatora plauktam jāspēj izturēt lielu svaru. Tātad astoņu 200 ampēru akumulatoru bloks sver vairāk nekā pustonnu

Sistēmas darbības iezīmes

Paralēli un kombinēti sērijveidā paralēli savienojot akumulatorus vienā blokā, ierīces var kļūt nelīdzsvarotas uzlādes līmeņa ziņā. Tas noved pie tā, ka ierīce nedarbosies pilnā ciklā, kas nozīmē, ka tās resurss tiks izsmelts ātrāk.

Sistēma elektroenerģijas ražošanai no saules vienmēr ir aprīkota kontrolieris, kas kontrolē akumulatora uzlādi. Akumulatoru masīva izveides gadījumā papildus nepieciešams uzstādīt uzlādes izlīdzināšanas džemperus.

Lai izvairītos no problēmām, kas saistītas ar nevienmērīgu akumulatoru uzlādi un izlādēšanu, kas apvienoti vienā blokā, ir jāizmanto viena modeļa ierīces vai, vēl labāk, no vienas un tās pašas partijas. Šis noteikums attiecas ne tikai uz saules enerģijas sistēmām.

Tagad gandrīz visus mājokļus var nodrošināt ar ierīcēm, kas darbojas 12 vai 24 voltu tīklā, ieskaitot ledusskapjus, televizorus utt. Tomēr elektroinstalācijai ar šādu spriegumu visā mājā nav jēgas, jo pašreizējā jauda būs ļoti liela.

Tas nozīmē, ka, realizējot šādu ideju, nepieciešams dārgs kabelis ar lielu serdeņu šķērsgriezumu un zaudējumi no elektriskās pretestības būs lieli.

Gandrīz visām sadzīves ierīcēm ir modeļi, kas darbojas 12 voltu līdzstrāvas tīklā. Ja elektrības kabeļa garums nav pārāk garš, var izmantot zemsprieguma sistēmu

Tāpēc tie tiek uzstādīti akumulatoru tiešā tuvumā invertors – ierīce elektriskā sprieguma pārveidošanai.

Turklāt faktiskais akumulatora bloka izejas spriegums var nedaudz atšķirties no norādītā sprieguma. Tāpēc pilnībā uzlādēti ir populāri lietošanai shēma ar saules paneļiem gēla baterijas rada 13-13,5 voltu spriegumu, tāpēc invertors darbojas kā stabilizators.

Nepieciešamās akumulatora jaudas aprēķins

Akumulatoru ietilpība tiek aprēķināta, pamatojoties uz paredzamo autonomās darbības periodu bez uzlādēšanas un kopējo elektroierīču enerģijas patēriņu.

Elektroierīces vidējo jaudu laika intervālā var aprēķināt šādi:

P = P₁ *(T₁ /T₂),

Kur:

• P₁ – ierīces nominālā jauda;
• T₁ – iekārtas darbības laiks;
• T₂ – kopējais paredzamais laiks.

Gandrīz visā Krievijas teritorijā ir ilgstoši periodi, kad saules paneļi nedarbosies sliktu laikapstākļu dēļ.

Nav izdevīgi uzstādīt lielus akumulatoru blokus, lai tos pilnībā uzlādētu tikai dažas reizes gadā. Tāpēc laika intervāla izvēle, kurā ierīces darbosies tikai ar izlādi, ir jāpieiet, pamatojoties uz vidējo statistisko vērtību.

Saules paneļu radītās enerģijas daudzums ir atkarīgs no mākoņu blīvuma. Ja reģionā nav retums mākoņains laiks, tad, aprēķinot akumulatora bloka tilpumu, jāņem vērā ienākošās jaudas trūkums

Ja plānojat izlietot dienas laikā uzkrāto enerģiju, piemēram, in saules apkure, tad labāk ņemt vērā nedaudz lielāku intervālu, piemēram, 30 stundas.

Ja ilgstoši nav iespējams izmantot saules paneļus, elektroenerģijas ražošanai ir jāizmanto cita sistēma, kuras pamatā ir, piemēram, uz dīzeļa vai gāzes ģeneratora.

100% uzlādēts akumulators var ražot enerģiju, pirms tas ir pilnībā izlādējies, ko var aprēķināt, izmantojot formulu:

P = U x I

Kur:

• U – spriegums;
• Es – strāvas stiprums.

Tātad viens akumulators ar 12 voltu spriegumu un 200 ampēru strāvu var radīt 2400 vatus (2,4 kW). Lai aprēķinātu vairāku akumulatoru kopējo jaudu, jums ir jāsaskaita katrai no tām iegūtās vērtības.

Pārdošanā ir akumulatori ar lielu jaudu, taču tie ir dārgi. Dažreiz ir daudz lētāk iegādāties vairākas parastas ierīces komplektā ar savienojuma kabeļiem

Iegūtais rezultāts jāreizina ar vairākiem samazinošiem faktoriem:

• Invertora efektivitāte. Pareizi saskaņojot spriegumu un jaudu pie invertora ieejas, tiks sasniegta maksimālā vērtība no 0,92 līdz 0,96.
• Strāvas kabeļu efektivitāte. Lai samazinātu elektrisko pretestību, ir jāsamazina vadu garums, kas savieno akumulatorus, un attālums līdz pārveidotājam. Praksē rādītāja vērtība ir no 0,98 līdz 0,99.
• Minimālā pieļaujamā akumulatora izlāde. Jebkuram akumulatoram ir zemāks uzlādes limits, pēc kura ievērojami samazinās ierīces kalpošanas laiks. Parasti kontrolieri nosaka minimālo uzlādes vērtību 15%, tāpēc koeficients ir aptuveni 0,85.
• Maksimālais pieļaujamais jaudas zudums pirms bateriju maiņas. Laika gaitā ierīces noveco un palielinās to iekšējā pretestība, kas izraisa neatgriezenisku to jaudas samazināšanos. Ir neizdevīgi izmantot ierīces, kuru atlikušā jauda ir mazāka par 70%, tāpēc indikatora vērtība ir jāuzskata par 0,7.

Pretēji izplatītajam uzskatam, akumulatora efektivitāti - saņemtās un piegādātās elektroenerģijas attiecību - nevajadzētu iekļaut aprēķinā. Tehniskajā dokumentācijā norādītā akumulatora ietilpība ņem vērā iespējamo atgriešanas apjomu.

Rezultātā integrālā koeficienta vērtība, aprēķinot nepieciešamo ietilpību jauniem akumulatoriem, būs aptuveni 0,8, bet veciem - pirms to norakstīšanas - 0,55.

Lai nodrošinātu māju ar elektrību 1 dienas uzlādes-izlādes cikla laikā, būs nepieciešami 12 akumulatori. Kad viens bloks no 6 ierīcēm darbojas izlādēšanai, otrais bloks tiks uzlādēts

Maksimālās pieļaujamās strāvas

Katram akumulatoram tehniskajā dokumentācijā ir norādīta maksimālā pieļaujamā uzlādes strāva. Šīs vērtības pārsniegšana izraisa ierīces pārkaršanu, strauju un neatgriezenisku tās veiktspējas samazināšanos.

Tāpēc, izvēloties baterijas priekš akumulatoru sistēmas montāža jums ir jāpārliecinās, ka viņi var tikt galā ar saules paneļu saražoto elektroenerģiju.

Vēl viens svarīgs rādītājs ir pieļaujamā izlādes strāva:

• Standarta izlādes strāva, ar kuras vērtību (vai mazāku vērtību) akumulators ir paredzēts darbam. Ar šo indikatoru jānodrošina visu sistēmai pievienoto elektroiekārtu darbība.
• Maksimālā izlādes strāva, ko ierīce var nodrošināt īsu laiku maksimālās slodzes apstākļos. Šādas slodzes var rasties, kad tiek ieslēgtas dažas iekārtas, piemēram, tās, kurās ir ledusskapja vai gaisa kondicionēšanas kompresori.

Pirmā rādītāja pārsniegšana uz ilgu laiku vai otrā indikatora pārsniegšana uz īsu brīdi izraisa priekšlaicīgu akumulatora nodilumu. Ierīcēm novecojot, šie rādītāji samazinās par 20-30%, kas arī jāņem vērā.

Ierīces īpašības un galvenie parametri

Automašīnu akumulatori nav paredzēti daudziem uzlādes un izlādes cikliem. Alternatīvai un rezerves enerģijai tiek izmantotas cita veida ierīces. Tā kā to izmaksas ir augstas, pirms iegādes ir rūpīgi jāizpēta visi parametri.

Akumulatora darbības režīmi automašīnā un alternatīvās enerģijas sistēmā ir tik atšķirīgi, ka tā mērķis ir norādīts pat uz pašas ierīces

Alternatīvās enerģijas veidi

Gandrīz visi alternatīvajā enerģijā izmantotie un ēkās uzstādītie akumulatori ir bezapkopes tipa. Lietotājs nevar ar tiem veikt fiziskas darbības, kas ietekmē to struktūru.

Tas tiek darīts, lai samazinātu akumulatoru fiziskās vai ķīmiskās iedarbības risku uz cilvēkiem, gaisu un apkārtējo vidi. Tāpēc nav nepieciešams detalizēti izpētīt dažādu veidu akumulatoru struktūru un fizikālās un ķīmiskās nianses. Lielāka uzmanība jāpievērš ierīču tehnisko pamatīpašību atšķirībām.

OPzS akumulatori ir veidoti kā vienkāršas svina-skābes ierīces. Pozitīvās plāksnes formas izmaiņas nodrošina ievērojami lielāku uzlādes un izlādes ciklu skaitu nekā automobiļu ekvivalenti.

Trūkums ir šķidrā elektrolīta klātbūtne, kas var būt bīstami, ja tie samazina spiedienu. Vidējās cenas niša.

Sārma (niķeļa) baterijas tiek izmantotas reti, jo tās uzlādes laikā nav jutīgas pret zemām strāvām un ir jāiziet pilns cikls no uzlādes līdz izlādētam. Pretējā gadījumā akumulatora jauda samazināsies.

Arī šīm ierīcēm ir lielāks svars un izmēri, salīdzinot ar konkurentiem ar tādu pašu jaudu. Bīstami, ja pazeminās spiediens. Zemas cenas niša.

Akumulatora spiediena samazināšana iespējama iekšēja defekta, pārmērīgas uzlādes strāvas, kritiena no augstuma vai darbības nepiemērotos apstākļos dēļ. Vislielākās problēmas šajā gadījumā radīs ierīces, kas satur šķidrumus, kas ir bīstami iztvaikošanas dēļ.

AGM akumulatoros elektrolīts ir saistīts ar stikla šķiedras struktūru. Tos var uzlādēt ar zemu strāvu.Tie ir praktiski droši un konkurentu vidū ieņem vidējo cenu nišu.

GE (gela) akumulatoros elektrolītam tiek pievienots silīcija oksīds, kā rezultātā veidojas želejveida stāvoklis. Ierīcēm ir augsta drošības pakāpe un laba veiktspēja. Augstas cenas niša.

Alternatīvās enerģijas akumulatori netiek pārdoti automobiļu veikalos. Jūs varat tos iegādāties no uzņēmumiem, kas pārdod saules paneļus, vēja elektrostacijas vai izmantojot internetu.

Litija akumulatoriem (piemēram, litija dzelzs fosfāta modeļiem) ir ļoti laba veiktspēja, tie ir kompakti, ievērojami mazāks svars un praktiski droši. Tomēr to izmaksas ir ievērojami augstākas nekā konkurējošiem ierīču veidiem, pat gēla ierīcēm.

No cenas un tehnisko īpašību attiecības viedokļa vispievilcīgākās ir gēla un litija baterijas. Taču vienreizējais sākotnējais ieguldījums tajos ir diezgan liels, tāpēc alternatīvās enerģijas akumulatoru tirgū ir plaši izplatītas arī cita veida ierīces.

Vietējā tirgū aktīvi ir pieprasīti šādi akumulatoru zīmoli:

Piedāvātās baterijas raksturo izcilas veiktspējas īpašības un pieņemama cena.

Akumulatora modeļa izvēle

Galvenie saules enerģijas bateriju parametri, kuriem jāpievērš uzmanība, pērkot, ir šādi:

• spriegums un jauda, ​​kas nosaka akumulatora jaudu;
• drošas maksimālās izlādes dziļums, kurā akumulators var darboties ražotāja noteiktajos termiņos;
• garantēts uzlādes un izlādes ciklu skaits saskaņā ar visiem tehniskajiem nosacījumiem;
• pašizlādes vērtība, kas raksturo elektrības zuduma intensitāti uzlādētā akumulatorā dīkstāves laikā;
• maksimālā uzlādes strāva, kas nosaka elektroenerģijas daudzumu laika vienībā, ko akumulators var pieņemt, neapdraudot turpmāko darbību;
• standarta izlādes strāva, kas nosaka elektroenerģijas daudzumu laika vienībā, ko akumulators spēj piegādāt ilgu laiku, neapdraudot turpmāko darbību;
• maksimālā izlādes strāva, kas nosaka elektroenerģijas daudzumu laika vienībā, ko akumulators spēj piegādāt īsu laiku, neapdraudot turpmāko darbību;
• optimāla temperatūra ierīces darbībai;
• akumulatora izmērs un svars, kuru zināšanas ir nepieciešamas, lai izvēlētos to atrašanās vietu un uzstādīšanas metodi.

Visi šie parametri ir aprakstīti tehniskajā dokumentācijā, kas ir elektroniski ievietota visu lielāko ražotāju tīmekļa vietnē.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Pārskats par dažādu veidu saules sistēmu bateriju darbības niansēm:

Dažādu veidu startera akumulatoru salīdzinājumi. Plusi un mīnusi alternatīvajai enerģijai:

Pieredze litija (LiFePo4) akumulatoru lietošanā. Īsts automobiļu ierīču bloks, tā darbības nianses:

Pareiza akumulatoru izvēle atbilstoši to parametriem nodrošinās uzticamu alternatīvās enerģijas sistēmas darbību.Uz elektrības akumulatoru nav lieki taupīt – sākotnējās palaišanas investīcijas atmaksāsies, sistēmas nepārtraukta darbība vairākus gadus uz priekšu.

Lūdzu, atstājiet komentārus zemāk esošajā blokā, uzdodiet jautājumus, ievietojiet fotoattēlus par raksta tēmu. Pastāstiet mums par to, kā izvēlējāties akumulatorus savai valsts mini-elektrostacijai no saules paneļiem. Dalieties ar informāciju, kas noderēs vietnes apmeklētājiem.