Тверской Городской Форум

Статьи, обзоры и общение

Аккумулятор с солнечной батареей

Когда заходит речь о строительстве загородного дома, дачи, то неизбежно возникает вопрос о том, как обеспечить будущее жилище электричеством, водой, теплом. Хорошо, если все коммуникации рядом и к ним можно подключиться без проблем. Но, если нет возможности подключиться к магистральной электросети, будущие домовладельцы устанавливают в своих домах солнечные электростанции.

Конфигурация этих индивидуальных электростанций везде одинакова – солнечные панели, аккумуляторы, контроллер заряда аккумуляторов, инвертор. Разница только в мощности и, соответственно, в комплектации. При выборе комплектующих узлов особое внимание следует уделить аккумуляторным батареям. Если солнечные панели могут служить десятилетиями, то этого не скажешь об аккумуляторах.

Свинцово-кислотные батареи, которые ранее повсеместно применялись в индивидуальных гелиевых электростанциях, имеют средний срок службы ‒ около двух лет. Кроме того, что эти батареи требуют постоянного обслуживания, после истечения этого срока их нужно менять на новые. Обслуживание свинцово-кислотных батарей требует определенных навыков, так как при определенных обстоятельствах в процессе заряда возникает такое нежелательное явление, как «кипение».

При этом явлении сильно расходуется вода, плотность электролита резко возрастает и возникает риск взрыва выделяющихся при этом водорода и кислорода. При доливке дистиллированной воды в банки аккумулятора нужно быть предельно осторожным, так как вода, попадая в концентрированную серную кислоту, мгновенно закипает, разбрызгивая при этом кислотные капли.

От всех этих недостатков избавлены гелевые аккумуляторы. Для солнечных батарей, для домашней солнечной электростанции эти аккумуляторы подходят идеально. Они не нуждаются в обслуживании, не боятся глубокого разряда. Гелевые аккумуляторы начали применять сравнительно недавно, но благодаря своим особенностям они довольно быстро начали теснить традиционные свинцово-кислотные. Их сейчас применяют не только для автомобилей. Их устанавливают в катерах, в дорожно-строительных машинах, в телефонных подстанциях, где они обеспечивают бесперебойное электропитание аппаратуры. А в последнее время эти батареи начали активно применять в качестве одного из основных узлов домашней солнечной электростанции.

Чем же так привлекательны гелевые батареи? Их главным отличием от свинцово-кислотных является электролит. В традиционных аккумуляторах пространство между положительными и отрицательными пластинами заполняется водным раствором серной кислоты. Гелевый аккумулятор потому так и называется, что у него пространство между пластинами заполнено пористым материалом – гелем. В процессе эксплуатации, во время разрядки аккумулятора гель затвердевает, препятствуя тому, чтобы водород и кислород, образовавшиеся в результате химических реакций, улетучивались в атмосферу.

Содержание

Как выбрать аккумуляторы для солнечных батарей

Вода, которая получается при взаимодействии этих двух газов, поглощается гелем. Эта особенность гелевого аккумулятора делает его абсолютно безопасным с точки зрения экологии.


Устройство гелевого аккумулятора

Для улучшения эксплуатационных характеристик гелевых аккумуляторов пластины изготавливаются из очищенного свинца (количество примесей не превышает 0.2%). Эти армированные пластины делаются более толстыми, чем в свинцово-кислотных аккумуляторах. Благодаря этой особенности реакция сульфитации не оказывает какого-либо отрицательного влияния на работоспособность пластин, при этом гелевый аккумулятор, в отличие от традиционного, способен выдержать глубокий разряд.

Кроме того, эти аккумуляторы значительно долговечнее, чем обычные. Их срок службы достигает семи лет, а у некоторых моделей может достигать 12 лет. При этом они способны выдержать до 1500 циклов. Из этих полутора тысяч циклов большая часть (примерно 800 циклов) происходит без потери энергоемкости.

Эти аккумуляторы абсолютно необслуживаемые. Они выпускаются в герметичном корпусе и могут эксплуатироваться в любом положении. Гель, в котором находятся свинцовые пластины, препятствует образованию сульфата свинца, представляющего собой вредное химическое соединение.

Гелеобразный электролит находится в герметичном корпусе и вытечь из него не может физически. Но даже в случае, если корпус гелевого аккумулятора будет поврежден механически и даст трещину, из которой гель сможет просочиться наружу, опасности это никакой не представляет, в отличие от просачивания водного раствора серной кислоты. В течение всего времени эксплуатации гелевого аккумулятора выделяемые газы поглощаются электролитом. Может случиться так, что при определенных условиях в корпусе аккумулятора скопится избыточное количество газов. Для их выпуска в корпусе предусмотрены специальные клапаны.

Изготовитель выпускает свои изделия полностью заряженными, готовыми к немедленной эксплуатации. Между приобретением аккумулятора и началом его эксплуатации может пройти некоторое время. В принципе, для гелевых аккумуляторов, если они хранятся в нормальных условиях, ничего страшного не произойдет. Они могут храниться длительное время, практически не теряя своих качеств. Но тем не менее, если период хранения достаточно большой, следует перед пуском в эксплуатацию произвести подзарядку.

Если аккумулятор хранился без эксплуатации менее 6 месяцев, то подзарядку производят постоянным током 0.1 СА в течение 4 — 6 часов или же постоянным напряжением 2.4 вольта на элемент в течение 15 – 20 часов. Если же срок хранения превысил шесть месяцев, то время подзарядки увеличивается до 8 – 10 часов постоянным током 0.1 СА или до 20 – 24 часов постоянным напряжением 2.4 вольта на элемент.

В принципе, срок хранения без подзарядки достигает двух лет. Подзарядку после длительного хранения изготовители рекомендуют производить для приведения в рабочее состояние, возможно, застывшего геля. Это, кстати, один из недостатков гелевых аккумуляторов по сравнению со свинцово-кислотными. Минимальная рабочая температура для них не должна быть ниже -20°С.

При более низких температурах гель застывает, электрические характеристики снижаются.

В настоящее время промышленностью выпускаются два вида гелевых аккумуляторов – GEL и AGM. В GEL-батареях функцию загустителя для электролита выполняет силикогель, а в качестве сепаратора используется дюропластик. В AGM-батареях в качестве сепаратора используется стекловолокно, которое одновременно служит для абсорбации электролита.

Аккумуляторная батарея SIGA 230 Ач 12 В Гель

В этой батарее в качестве электролита используется серная кислота с диоксидом кремния. Электролит представляет собой гелевую массу, которой заполнен корпус изделия. Этот гель обеспечивает наилучшую защиту от коррозии и сульфатации, так как при этом не происходит расслоения. Кроме того, аккумулятор, изготовленный по такой технологии, не боится глубокого разряда.


Аккумулятор SIGA 230 Ач 12 В Гель

Основные технические данные:
Напряжение: 12 вольт;
Емкость: 230 Ач;
Клеммы: М8, внутренняя резьба;
Технология батареи: Гелевая;
Подзаряд: Потеря энергоемкости на 30% после 1900 циклов;
Расчетная долговечность: 2400 циклов;
Максимальное напряжение
зарядки: 14.2 В – 14.4 В;
Максимальный ток зарядки: 46 А;
Диапазон рабочих температур: от -20°С до +65°С;
Габаритные размеры (ДхШхВ): 522х240х223 мм;
Вес: 66 кг.
Цена: 35000 рублей.

Безусловно, гелевые батареи по некоторым показателям уступают обычным. Они тяжелее, чувствительны к низким температурам, дороже. Но, так как они будут эксплуатироваться в утепленном помещении, причем, не загрязняя воздух, температура будет для них некритична. А все остальные показатели, включая долговечность, неприхотливость, а также то, что они не требуют никого обслуживания, делают гелевые аккумуляторы более привлекательными для построения домашней солнечной электростанции.

Качественные аккумуляторы для солнечных батарей считаются неотъемлемой составляющей многофункциональных гелиосистем. АКБ заряжается в течение всего светового дня, а вот в ночное время уровень её производительности снижен к минимуму. Собранная за день энергия хранится в специальном отсеке, который в случае надобности поставляет пользователю.

Краткое описание

Активное использование солнечной энергии — это доступная и экономически выгодная альтернатива привычным для всех источникам энергии. Современные технологии позволяют всем желающим использовать солнечные панели для освещения улиц, домов, а также для отопления. В наше время все чаще встречаются такие агрегаты на загородных участках, где они обеспечивают все хозяйство электроэнергией.

Само устройство панели представлено в виде универсальных преобразователей фотоэлектрического типа, которые соединены в единую систему. Для работы такой установки необходимо наличие солнечных лучей, энергия которых постепенно преобразовывается в электричество. Специалисты рекомендуют устанавливать аккумуляторные батареи для солнечных панелей в тех регионах, где чаще всего наблюдаются солнечные дни. Отдельное внимание нужно обратить на тот факт, что на итоговую эффективность солнечных батарей влияют географические данные. Ведь все знают, что чем дальше от полюса, тем жарче.

На сегодняшний день специалисты различают три наиболее востребованные категории АКБ:

  • Профессиональные тонкопленочные.
  • Универсальные поликристаллические.
  • Оригинальные монокристаллические.

Наиболее востребованными считаются именно поликристаллические устройства, так как их кристаллы направлены в разные стороны, что снижает уровень зависимости от прямых солнечных лучей. Универсальность и эффективность таких батарей широко используется для освещения частных домов и больших зданий. Даже в средней полосе России такие устройства используются для снижения количества потребляемой электроэнергии из общей сети, а в летнее время пользователи могут даже зарабатывать на продаже лишней энергии.

Эксплуатационные параметры

Прежде чем приобрести аккумулятор для солнечных панелей, нужно ознакомиться со всеми эксплуатационными нюансами. Это связано с тем, что только правильно подобранная батарея может обеспечить надёжную работу всей системы. Главными показателями считаются:

  • Уровень плотности энергии.
  • Ёмкость АКБ.
  • Тип.
  • Температурный режим.
  • Способность к саморазряду.

Специалисты определяют ёмкость батареи по величине заряда, который замеряют в процессе отдачи энергии конечным потребителям. Международная система единиц широко используется для технических измерений. А вот в странах СНГ уже давно сложилась традиция определять ёмкость аккумулятора в амперах за час. Чтобы максимально точно сравнить имеющиеся конструктивные особенности разных агрегатов, используется плотность энергии. В этом случае обязательно учитывается общее количество энергии, которая распределяется в единице объёма аккумулятора.

Что касается саморазряда, эта функция используется для проведения точного анализа потерь заряда, когда система работает на холостом ходу. Впервые этот термин был введён специалистами для оценки качества работы определённой установки, когда нужно было добиться длительного хранения энергии. Всегда нужно помнить, что если аккумулятор хранится в помещении, где температура воздуха превышает отметку +40 ˚С, то уже через несколько месяцев наступит потеря ёмкости на 40—50%.

Аккумуляторы для солнечных батарей – обзор цен на модели

Стоит отметить, что стоят такие установки достаточно дорого.

  • Гелевые батареи для солнечных панелей пользуются большой востребованностью, так как могут эксплуатироваться в любом положении. Гелевый электролит имеет желеобразную консистенцию, содержится он в специальных порах силикагеля, который выполняет функцию разделителя пластин. Главное и неоспоримое преимущество такой установки — электроды совершенно не осыпаются, так как все свободное пространство заполнено гелем. Благодаря этому предотвращается вероятность короткого замыкания. К тому же такие батареи хорошо выдерживают полную разрядку. Стоимость таких установок все ещё остаётся достаточно высокой, но это совершенно не влияет на их востребованность. Такая тенденция связана с тем, что гелевые аккумуляторы для солнечных батарей не нуждаются в обслуживании, более экономичны и могут долго находиться в разряженном состоянии без ущерба для владельца.
  • Универсальные устройства AGM. Их конструкция отличается тем, что между абсорбирующими стекломатами находится электролит в связанном состоянии. Эксплуатировать батарею можно совершенно в любом положении. Эти устройства считаются наиболее доступными из всех существующих, отличаются 80% глубиной заряда и выдерживают до 600 циклов заряд-разряд. Стоит отметить, что срок эксплуатации таких панелей составляет всего 6 лет, а диапазон рабочих температур весьма ограничен (от+15 до +20˚С). Но, они достаточно быстро заряжаются (до 8 часов). Кроме того, они могут быть транспортированы на дальние расстояния в заряженном виде.
  • Выбор поддержанных АКБ

    Многие потребители склонны думать, что своё предпочтение лучше отдать поддержанным панелям, но не новым изделиям. Но, даже в этом случае нужно знать, какой выбрать аккумулятор для солнечных батарей, чтобы он соответствовал всем поставленным требованиям. Особое внимание нужно обратить на щелочные тяговые модели, которые отличаются своей долговечностью и качеством.

    В процессе покупки нужно придерживаться основного правила — не нужно покупать свинцовый аккумулятор, который был снят с автомобиля больше года назад и находится в разряженном состоянии. Своре предпочтение лучше отдать тому варианту, когда батарею только вынули из авто.

    Избежать неправильной покупки можно в том случае, если внимательно рассмотреть состояние клемм: наличие кристаллообразного налёта белого или же медного цвета свидетельствует о том, что аккумулятор скоро выйдет из строя. Прежде чем подсоединить батарею к солнечной панели, её нужно зарядить через слабый ток (на 50% ниже рекомендуемого производителем).

    Для стабильной работы станции нужно учитывать следующие показатели батареи:

    • Низкий процент саморазряда.
    • Большой диапазон температур.
    • Отсутствие необходимости энергоёмкого обслуживания.
    • Большой ток.
    • Оптимальные показатели времени зарядки и разрядки.
    • Хорошая ёмкость.
    • Устойчивость к частому повтору циклов заряд-разряд.
    • Масса, габариты.

    Правила эксплуатации

    Производители аккумуляторов всегда отмечают тот факт, что надёжность и долговечность таких устройств зависит от условий эксплуатации. Существует несколько простых рекомендаций, с помощью которых можно существенно продлить срок службы приобретённой батареи:

    1. Вентиляция помещения. Единого правила в этом случае просто нет, так как все зависит от ситуации. Если пользователь использует стандартную батарею, ёмкость которой соответствует аккумулятору солнечной панели, то создавать дополнительные вентиляционные условия просто не нужно. Помимо этого, АКБ выделяет небольшое количество газов, которые уничтожают опасные для человека грибки, плесень и бактерии. Такие газы совершенно безвредны для животных и людей, благодаря чему можно не бояться отравлений.
    2. Оптимальный температурный режим. Те, кто уже не первый год использует АКБ для солнечных батарей, знают, что лучше всего такие устройства работают при температуре от +5 до +15˚С. Главное избегать резких перепадов температуры, которые могут вывести из строя всю систему. В связи с этим аккумуляторы лучше устанавливать в просторных погребах, подвалах.
    3. Ёмкость аккумулятора. Если есть такая возможность, то своё предпочтение лучше отдать устройствам с большой ёмкостью. Это связано с тем, что пользователь сможет подключать мощные электрические приборы, которые потребляют большое количество тока. Из-за этого часто наблюдается серьёзное провисание напряжения в АКБ, что чревато полным отключением батареи. Если же пользователь приобретает аккумулятор с минимальной ёмкостью, этого может быть недостаточно для стабильной работы болгарки и шуруповёрта.
    4. Заряд АКБ для солнечных панелей. В процессе своей работы мощные аккумуляторы вырабатывают довольно большое количество газов, которые нужно эффективно ликвидировать. Стоит отметить, что некоторые производители оснастили свою продукцию специальными отверстиями для вентиляции, которые расположены на торце. В этом случае ситуация существенно упрощается, так как пользователю нужно подключить небольшую силиконовую трубку и вывести её на улицу. При желании можно задействовать обычную трубочку от медицинских капельниц.

    Отдельно стоит учесть, что приобретение АКБ большой ёмкости считается более целесообразным, так как в этом случае пользователь получает множество преимуществ: процессы заряда и разряда будут происходить в наиболее щадящем токовом режиме.

    При одинаковой силе тока батареи с достаточной или даже избыточной ёмкостью работают в тестовом режиме. А вот что касается аккумуляторов с малой ёмкостью, то они вынуждены работать в форсирующем или сокращённом режиме.

    Системы альтернативной энергетики все чаще используют при обеспечении жилых домов электричеством. Так как режимы генерации и потребления электроэнергии различаются, то необходимо обеспечит ее накопление для последующей отдачи. Согласны?

    Для того чтобы использовать энергию в требующийся хозяину отрезок времени, в схему включают аккумуляторы для солнечных батарей. Мы расскажем, как грамотно подобрать устройства, предназначенные для работы в циклах зарядки и разрядки. Наши рекомендации помогут выбрать оптимальную модель.

    Аккумуляторы в системе бытовой гелеоэнергетики

    Понимание способов и нюансов использования аккумуляторов при обеспечении объекта электроэнергией от солнечных батарей позволит осуществить правильный выбор устройств и обеспечит максимальный КПД системы.

    Для совершения взвешенной покупки необходимо досконально разобраться в способах создания аккумуляторного массива (блока) и в правилах расчета основных характеристик.

    Способ объединения устройств в единый массив

    Жилые и промышленные объекты потребляют электрическую нагрузку, превышающую возможности одного аккумулятора. В том случае, если система солнечной энергетики рассчитана на большое количество электроприборов, необходимо создание массива аккумуляторных батарей по примеру подобного объединения солнечных панелей.

    Подключение аккумуляторов в единый массив хранения электроэнергии можно выполнить параллельным, последовательным или смешанным способом. Выбор зависит от необходимых выходных показателей мощности и напряжения.

    В зависимости от способа подключения аккумуляторов между собой можно добиться различных значений выходного напряжения, однако не следует создавать очень сложных схем во избежание образования уравнивающих током между устройствами в массиве

    Аккумуляторные батареи размещают в доме или ином строении для обеспечения значения температуры окружающего воздуха в диапазоне от 10 до 25 градусов Цельсия выше нуля и предотвращения попадания на них воды. Это значительно продлевает срок службы устройств и уменьшает потери электроэнергии.

    Современные технологии производства аккумуляторных батарей, предназначенных для размещения в жилых строениях, предусматривают повышенные меры экологической безопасности. Поэтому предпринимать каких либо специальных мер по интенсивной вентиляции помещения нет необходимости. Однако располагать их в жилых комнатах все же не следует.

    Так как аккумуляторы имеют значительный вес (прибор на 12 Вольт и 200 Ач весит около 70 кг), то их надо размещать на полу или прочных и надежно закрепленных стеллажах.

    Необходимо предотвратить вероятность падения аккумуляторов с высоты, так как в этом случае они выйдут из строя, а системы с жидким электролитом к тому же опасны для здоровья человека при их разгерметизации.

    С увеличением длины силового кабеля возрастает электрическое сопротивление, что приводит к уменьшению КПД системы. Поэтому практикуют размещение аккумуляторов вплотную друг к другу, чтобы минимизировать общую протяженность проводов.

    Стеллаж для аккумуляторных батарей должен выдерживать большой вес. Так, блок из восьми двухсотамперных аккумуляторов весит больше чем пол тонны

    Особенности функционирования системы

    При параллельном и комбинированном последовательно-параллельном соединении аккумуляторов в единый массив возможна разбалансировка устройств по уровню заряда. Это приводит к тому, что устройство будет функционировать не в полном цикле, а значит, его ресурс будет выработан быстрее.

    Система получения электроэнергии от солнца всегда снабжена контролером, который управляет зарядом аккумулятора. В случае создания массива батарей дополнительно необходима установка выравнивающих заряд перемычек.

    Во избежание проблем неравномерной зарядки и разрядки объединенных в единый массив аккумуляторов необходимо использовать устройства одной модели, а еще лучше – одной партии. Это правило актуально не только для систем солнечной энергетики.

    Сейчас практически все жилье можно обеспечить приборами, работающими от сети в 12 или 24 Вольта, в том числе холодильниками, телевизорами и т.д. Однако разводка с таким напряжением по всему дому не имеет смысла, так как мощность тока будет очень велика.

    Значит, при реализации такой задумки необходим дорогой кабель с большим сечением жил и будут велики потери от электрического сопротивления.

    Практически для всей бытовой техники существуют модели, работающие от 12-вольтовой сети постоянного тока. Если разводка электрического кабеля не слишком длинная, то можно использовать систему с низким напряжением

    Поэтому в непосредственной близости от аккумуляторных батарей устанавливают инвертор – устройство для преобразования электрического напряжения.

    Кроме того, реальное выходящее напряжение от аккумуляторного блока может несколько отличаться от заявленного. Так, полностью заряженные популярные для использования в схеме с солнечными батареями гелевые аккумуляторы выдают напряжение 13-13,5 Вольта, поэтому инвертор выполняет функции стабилизатора.

    Расчет необходимой емкости батарей

    Емкость аккумуляторных батарей рассчитывают, исходя из предполагаемого периода автономной работы без подзарядки и суммарной мощности потребления электроприборов.

    Среднюю по временному интервалу мощность электроприбора можно рассчитать следующим образом:

    P = P1 * (T1 / T2),

    Где:

    • P1 – паспортная мощность прибора;
    • T1 – время работы прибора;
    • T2 – общее расчетное время.

    Практически на всей территории России существуют длительные периоды, когда солнечные батареи не будут работать по причине плохой погоды.

    Устанавливать большие массивы аккумуляторов для их полной загруженности всего несколько раз в год нерентабельно. Поэтому к выбору интервала времени в течение которого устройства будут работать только на разряд необходимо подойти исходя из среднестатистического значения.

    Количество генерируемой солнечными панелями энергии зависит от плотности облаков. Если пасмурная погода в регионе не редкость, то недостаток входящей мощности необходимо учитывать при расчете объема аккумуляторного блока

    Если планируют использовать накопленную энергию в течение суток, например, в отоплении на солнечных батареях, то лучше принять за расчет чуть больший интервал, такой как 30 часов.

    В случае длительного периода, когда нет возможности использовать солнечные батареи, необходимо применить другую систему получения электроэнергии, основанную, например, на дизель- или газогенераторе.

    Заряженный на 100% аккумулятор может до своей полной разрядки выдать мощность, которую можно рассчитать по формуле:

    P = U x I

    Где:

    • U – напряжение;
    • I – сила тока.

    Так, один аккумулятор с параметрами напряжения 12 вольт и силы тока 200 ампер, может сгенерировать 2400 ватт (2,4 кВт). Для расчета суммарной мощности нескольких аккумуляторов, необходимо сложить значения, полученные для каждого из них.

    В продаже есть аккумуляторы с большим показателем мощности, но они стоят дорого. Иногда намного дешевле приобрести несколько обыкновенных устройств в комплекте с соединительными кабелями

    Полученный результат необходимо умножить на несколько понижающих коэффициентов:

    • КПД инвертора. При правильном согласовании напряжения и мощности на входе в инвертор будет достигнуто максимальное значение от 0,92 до 0,96.
    • КПД силовых кабелей. Минимизация длины проводов, соединяющих аккумуляторы и расстояния до инвертора необходима для снижения электрического сопротивления. На практике значение показателя составляет от 0,98 до 0,99.
    • Минимально допустимое разряжение батарей. Для любого аккумулятора существует нижний предел зарядки, при преодолении которого срок службы устройства значительно снижается. Обычно, контроллеры выставляют на минимальное значение зарядки 15%, поэтому коэффициент равен около 0,85.
    • Максимально допустимая потеря емкости до смены аккумуляторов. Со временем происходит старение устройств, повышение их внутреннего сопротивления, что приводит к безвозвратному уменьшению их емкости. Использовать устройства, остаточная емкость которых менее 70% нерентабельно, поэтому значение показателя нужно взять за 0,7.

    Вопреки распространенному мнению, КПД аккумулятора – отношение полученной и отданной электроэнергии включать в расчет не следует. Указанный в технической документации показатель емкости аккумулятора учитывает возможный объем на отдачу.

    В итоге значение интегрального коэффициента при расчете необходимой емкости для новых аккумуляторов будет приблизительно равно 0,8, а для старых, перед их списанием – 0,55.

    Для обеспечения дома электроэнергией при протяженности цикла заряда – разряда равной 1 суткам потребуется 12 аккумуляторов. Когда один блок из 6 устройств будет работать на разряд, второй блок будет заряжаться

    Максимально допустимые токи

    Для каждого аккумулятора в технической документации прописан максимально допустимый ток заряда. Превышение этого значение ведет к перегреву устройства, резкому и безвозвратному снижению его показателей.

    Поэтому при выборе батарей для сборки систем с аккумулятором необходимо убедиться в том, что они могут обеспечить потребление вырабатываемого солнечными панелями электричества.

    Еще один важный показатель – допустимый разрядный ток:

    • Штатный разрядный ток, для работы на величине которого (или меньшем значении) предназначен аккумулятор. Работа всего подключенного в систему электрооборудования должна быть обеспечена этим показателем.
    • Максимальный разрядный ток, который кратковременно может дать устройство при пиковых нагрузках. Такие нагрузки могут возникнуть при включении некоторого оборудования, например содержащего компрессоры холодильника или кондиционера.

    Превышение длительное время первого показателя или кратковременного – второго ведет к преждевременному износу аккумулятора. При старении устройств эти показатели снижаются на 20-30%, что также необходимо учитывать.

    Особенности устройства и основные параметры

    Автомобильные аккумуляторы не предназначены для работ с большим количеством циклов зарядки и разрядки. Для альтернативной и резервной энергетики используют устройства другого типа. Так как их стоимость велика, то необходимо тщательно изучить все параметры перед приобретением.

    Режимы работы аккумулятора в автомобиле и в системе альтернативной энергетики настолько отличаются, что его предназначение указывают даже на самом устройстве

    Используемые типы для альтернативной энергетики

    Практически все аккумуляторы, применяемые в альтернативной энергетике и устанавливаемые в строениях, относятся к типу необслуживаемых. Пользователю нет возможности проводить с ними физические операции, затрагивающие их структуру.

    Это сделано для того, чтобы минимизировать риск физического или химического воздействия батарей на людей, воздух и окружающие их предметы. Поэтому нет необходимости подробного изучения структуры и физико-химических нюансов работы аккумуляторных батарей разных типов. Большее внимание надо уделить различиям в основных технических характеристиках устройств.

    OPzS аккумуляторы выполнены подобно простейшим свинцово-кислотным устройствам.

    Изменение в форме положительной пластины позволяет обеспечить значительно большее число циклов зарядки и разрядки, чем у автомобильных аналогов.

    Недостатком является наличие жидкого электролита, что может быть опасно при их разгерметизации. Средняя ценовая ниша.

    Щелочные (никелевые) аккумуляторы применяют редко по причине их невосприимчивости к малым токам при зарядке и необходимости прохождения полного цикла от заряженного до разряженного состояния. В ином случае произойдет уменьшение емкости батареи.

    Также эти устройства имеют больший вес и габариты по сравнению с конкурентами той же емкости. Опасны при разгерметизации. Низкая ценовая ниша.

    Разгерметизация аккумулятора возможна при внутреннем дефекте, чрезмерной мощности зарядного тока, падении с высоты или работы в неподходящих условиях. Наибольшие проблемы при этом создадут устройства, содержащие опасные при испарении жидкости

    В AGM аккумуляторах электролит находится в связанном состоянии в структуре из стекловолокна. Их можно заряжать малыми токами. Практически безопасны и занимают среднюю ценовую нишу среди конкурентов.

    В GE (гелевых) аккумуляторах в электролит добавлен оксид кремния, в результате чего он находится в гелеобразном состоянии. Устройства обладают высокой степенью безопасности и хорошими характеристиками. Высокая ценовая ниша.

    Аккумуляторы для альтернативной энергетики не продают в автомобильных магазинах. Приобрести их можно в фирмах по продаже солнечных батарей, ветроэлектрических установок или через интернет

    Аккумуляторные батареи на основе лития (например, литий-железо-фосфатные модели) обладают очень хорошими характеристиками, компактны, имеют значительно меньший вес, практически безопасны. Однако их стоимость значительно выше, чем у конкурирующих типов устройств, даже гелевых.

    С позиции соотношения цены и технических характеристик гелевый и литиевый тип аккумуляторов наиболее привлекателен. Но единовременные стартовые вложения в них весьма велики, поэтому устройства других типов тоже широко распространены на рынке батарей для альтернативной энергетики.

    На отечественном рынке активно востребованы аккумуляторы следующих марок:

    Галерея изображений

    Фото из

    Популярностью, обоснованной доступной ценой, пользуются аккумуляторы SunStonePower. Тягловые свинцово-кислотные приборы заполнены абсорбированным электролитом. Серия ML снабжена износостойкой свинцовой решеткой

    Аккумуляторы китайского производства Delta GX отличаются стабильной работой, эксплуатационной долгосрочностью, устойчивостью к длительному разряду. Электротехнические показатели увеличены за счет гелеобразного состояния электролита

    Свинцово-кислотные батареи MNB ММ привлекают повышенной герметизацией.

    Аккумуляторы для солнечных батарей

    Абсорбирование электролита проводилось в стекловолоконном сепараторе

    Из всех литиевых аккумуляторов самым безопасным является АКБ LT-LYP. Ему не свойственно самовоспламенение. Вес в два раза меньше, чем у свинцовых, срок эксплуатации в десятки раз превышает период службы литий-ионных и свинцовых моделей

    Свинцово-кислотные аккумуляторы Sonnenschein производятся в соответствии с технологическими правилами dryfit. Загущенный электролит внутри корпуса способствует рекомбинации водорода и кислорода. К плюсам относят высокую токоотдачу и наличие предохранительного клапана

    Надежные, безотказно работающие свыше десяти лет аккумуляторы оснащены системами оповещения об уровне заряда. Конденсат отводится по предназначенным для его выброса клапанам

    Гелевый аккумулирующий агрегат Haza китайского производства содержит серную кислоту повышенной степени очистки. Герметизация идеальна, благодаря чему не требуется долив воды, есть регулирующий клапан

    В аккумуляторных блоках APS RBC используются свинцово-кислотные батареи от Ventura, CSB, Fiamm, BB Battery. Оборудование отличается предельно высокое качество

    Аккумулятор для солнечных батарей SunStonePower

    Оборудование китайского производства Delta GX

    Свинцово-кислотные батареи MNB ММ

    Безопасный литиевый аккумулятор АКБ LT-LYP

    Стационарный аккумулятор Sonnenschein

    Японское качество с логотипом YUASA

    Гелевый аккумулирующий агрегат Haza

    Аккумуляторные блоки APS RBC

    Представленные аккумуляторы характеризуются превосходными эксплуатационным характеристиками и доступной ценой.

    Выбор модели аккумулятора

    Основные параметры аккумуляторных батарей для гелиоэнергетики, на которые необходимо обратить внимание при покупке следующие:

    • напряжение и емкость, определяющие мощность аккумулятора;
    • глубина безопасного максимального разряда, при соблюдении которой возможно функционирование аккумулятора заявленные производителем сроки;
    • гарантированное количество циклов зарядки и разрядки при соблюдении всех технических условий;
    • величина саморазряда, характеризующая интенсивность потери электроэнергии в заряженном аккумуляторе при простое;
    • максимальный ток заряда, определяющий количество электроэнергии за единицу времени, которое аккумулятор способен принять без ущерба для дальнейшего функционирования;
    • штатный ток разряда, определяющий количество электроэнергии за единицу времени, которое аккумулятор длительно способен отдать без ущерба для дальнейшего функционирования;
    • максимальный ток разряда, определяющий количество электроэнергии за единицу времени, которое аккумулятор кратковременно способен отдать без ущерба для дальнейшего функционирования;
    • оптимальная температура для работы устройства;
    • размер и масса аккумулятора, знание которых необходимо для выбора места их размещения и способа установки.

    Все эти параметры описаны в технической документации, которую в электронном виде размещают на сайте всех крупных производителей.

    Выводы и полезное видео по теме

    Обзор нюансов функционирования аккумуляторов разных типов для гелиосистем:

    Сравнения разных типов стартерных аккумуляторов. Плюсы и минусы для альтернативной энергетики:

    Опыт использования литиевых (LiFePo4) аккумуляторов. Реальный блок из автомобильных устройств, нюансы его работы:

    Правильный выбор аккумуляторов по их параметрам позволит обеспечить надежную работу альтернативной энергосистемы. Не надо чрезмерно экономить на блоке хранения электроэнергии – первоначальные стартовые вложения окупятся бесперебойной работой системы на несколько лет вперед.

    Аккумуляторная батарея является накопителем энергии, вырабатываемой солнечной электростанцией при работе в дневное время и обеспечивает потребителей электроэнергией в ночное время.

    Кроме этого, аккумуляторная батарея при возникновении максимальных нагрузок подпитывает систему электроснабжения, тем самым помогая солнечным батареям справляться с обеспечением потребителей в пиковые моменты и при пасмурной погоде, когда энергии солнца не достаточно для нормального электроснабжения объекта.

    Виды аккумуляторов для солнечных батарей

    В настоящей момент разработаны и выпускаются различные по конструкции, принципу действия и условиям работы аккумуляторные батареи (АКБ), поэтому всегда есть возможность выбрать интересующую модель по предъявляемым к ней требованиям. Рассмотрим существующие виды АКБ, используемые в составе солнечных электростанций.

    Автомобильные аккумуляторы (WET)

    Как правило, аккумуляторы данного вида используют при самостоятельной разработке систем независимого
    автономного электроснабжения, для солнечных батарей небольшой мощности и непродолжительного времени использования. Использование АКБ данного вида значительно снижает стоимость всей создаваемой системы электроснабжения. Однако, в связи с режимом работы, который отличается от режима при запуске автомобильного двигателя, при работе в данной системе автомобильные аккумуляторы изнашиваются и выходят из строя, часто подлежат замене.

    Аккумуляторы AGM и GEL

    Суть работы аккумуляторов данного вида аналогичен автомобильным аккумуляторам с разницей лишь в том, что электролитное вещество пребывает в связанном состоянии. В AGM устройствах электролит помещён в стекловолокно, оно пропитано электролитным составом. В GEL устройствах электролит (серная кислота) помещается в гелеобразном виде.

    Аккумуляторные батареи представленного вида широко используются в системах электростанций, работающих на энергии солнца, так как режим их работы связан с небольшим разрядным током и в продолжительный период времени, такой режим для устройств этого видане критичен.

    Также АКБ данного типа не боятся глубокого разряда и выдерживают многократное повторение режимов «заряд-разряд». Единственный минус, при использовании подобных аккумуляторов, это их чувствительность к условиям зарядки, перезаряд может вызвать непоправимые последствия в работе АКБ.

    Стоимость AGM и GEL аккумуляторов выше, чем у автомобильных.

    Аккумуляторы OPzS

    Аккумуляторы данного вида работают на том же принципе, что и приведенные выше (свинцово-кислотные), с той лишь разницей, что анод (положительный полюс) выполнен трубчатым и именно эта особенность АКБ, позволяет увеличить количество циклов «заряд-разряд» без нарушения функционирования аккумулятора.

    Аккумуляторы для источников бесперебойного питания и солнечных панелей

    OPzS-аккумуляторы не требуют специального обслуживания, они успешно эксплуатируются длительное время. Единственный неприятный момент – сравнительно высокая цена.

    Щелочные аккумуляторы

    Положительным качеством АКБ данного вида является способность переносить глубокий разряд токами разной величины.

    К отрицательным качествам можно отнести большие размеры и наличие эффекта памяти, который обусловлен тем, что в случае неполного разряда при последующей зарядке аккумулятор теряет часть своей ёмкости.

    В случае использования подобных аккумуляторов в системах солнечных электростанций периодически будут возникать ситуации, когда разряд АКБ будет неполным, вследствие чего аккумуляторы потеряют часть своей ёмкости, что в конечном счете неблагоприятно отразится на работе системы в целом.

    Литиевые АКБ

    Литиевые аккумуляторы применяются во многих отраслях и производствах, в том числе в альтернативной энергетике.
    В связи с высокой стоимостью устройств, широкого распространения в системах солнечных электростанции аккумуляторы данного вида не получили, т. к. это значительно повышает стоимость всей системы и ее окупаемость.

    К положительным свойствам литиевых АКБ можно отнести высокую энергоемкость, небольшие габариты, способность выдерживать глубокий разряд и способность к быстрому заряду.

    Рассмотрим некоторые виды технологий, используемых при изготовлении аккумуляторных батарей.

    Технологии GEL

    В принципе действия аккумуляторной батареи подобного типа заложена суть работы кислотного аккумулятора. Различие наблюдается в том, что посредством добавления химических элементов (двуокиси кремния), электролит переведён в желеобразное (гелевое) состояние.

    К преимуществам этой технологии можно отнести:

    • Не требуется дополнительное обслуживание;
    • При пробое корпуса электролит не вытекает;
    • При зарядке отсутствует выброс ядовитых паров;
    • Значительный циклический ресурс.

    Технологии AGM

    Принцип действия также аналогичен действию обычных кислотных аккумуляторов, отличие в том, что электролит находится в специальных пропитанных материалах (матах из стекловолокна).

    К преимуществам данной технологии можно отнести:

    • Возможность увеличить емкость АКБ;
    • Способность работать в любом положении в пространстве, в любом помещении и с любыми системами;
    • Способность выдерживать значительное количество циклов «заряд-разряд»;
    • Устойчивость к глубокому разряду;
    • Значительный срок службы АКБ, который может достигать 10 лет.

    Технология литий (Li)

    В основу данной технологии положено применение ионов лития, которые взаимодействуют с молекулами дополнительных металлов. В качестве дополнительных металлов применяются: Литий кобальт оксид (LiCoO2), Литий оксид марганца (LiMn2O4 LMO), Литий-Никель-Марганец-Кобальт оксид (LiNiMnCoO2 или NMC), Литий-железо-фосфатный (LiFePO4), Литий-Никель-Кобальт-Оксид Алюминия (LiNiCoAlO2), Литий-Титанат (Li4Ti5O12).

    К преимуществам данной технологии можно отнести:

    • АКБ, изготовленные по данной технологии имеют меньший вес;
    • Обладают способностью сохранять продолжительное время накопленный заряд;
    • Обладают способностью выдерживать большое количество циклов «заряд-разряд».

    Расчёт и выбор аккумулятора

    Для того чтобы рассчитать необходимую ёмкость аккумуляторной батареи необходимо знать мощность подключаемых потребителей и время предполагаемой работы АКБ, для обеспечения потребителей электроэнергией.

    Это выражается формулой:

    Емкость АКБ = 100 × время × мощность нагрузки

    После того, как определена необходимая мощность АКБ, следует рассчитать количество аккумуляторов для обеспечения нормальной работы солнечной электростанции. Для этого полученную общую емкость АКБ необходимо разделить на емкость одного аккумулятора.

    Для того чтобы определить время, которое АКБ сможет обеспечивать потребителей электрической энергией, можно воспользоваться следующей формулой:

    Время=суммарная ёмкость АКБ × напряжение АКБ × (КПД инвертора/мощность нагрузки)

    Когда произведен расчет необходимого количества аккумуляторных батарей, выбран их тип и ёмкость, следует выбрать страну производителя и фирму, выпускающую выбранный тип АКБ.

    На российском рынке аккумуляторные батареи представлены как отечественного, так и зарубежного производства, поэтому в данном вопросе советовать сложно, каждый делает свой выбор индивидуально, в зависимости от места проживания, материального достатка и личных предпочтений.

    При эксплуатации аккумуляторных батарей, как впрочем и любого технического устройства, необходимо соблюдать правила. В случае использования АКБ в системах солнечных станций, правила эксплуатации определены характером работы подобных систем и выражены в требованиях предъявляемым к аккумуляторам, о чем написано выше.

    В связи с большой электрической нагрузкой, которую как правило подключают к системам энергоснабжения, приходится включать в работу несколько аккумуляторных батарей, объединённых в единую группу. Делается это для увеличения общей емкости и для увеличения напряжения на выходе либо для достижения обеих задач.

    Используется три схемы включения группы аккумуляторов:

    Последовательно. При таком включении емкость группы будет равна ёмкости одного аккумулятора, а
    напряжение будет отражено в сумме напряжений всех АКБ группы.

    Параллельно. При таком включении напряжение неизменно и равно номинальному напряжению одного аккумулятора, а емкость группы определяется как сумма емкостей включенных АКБ;

    Комбинировано. При данной схеме включения используется последовательное и параллельное включение АКБ.

    При объединении аккумуляторов в группы следует помнить, что в одной группе следует использовать АКБ:

    1. Одного вида;
    2. Одной емкости;
    3. Одного номинального напряжения.

    Желательно, чтобы аккумуляторы были одинакового времени эксплуатации и фирмы производителя.

    Аккумуляторы для солнечных батарей

    Аккумулятор является неотъемлемой частью солнечной электростанции и служит для накопления электроэнергии и отдачи ее в темное время суток и при недостатке солнечной энергии (например, в пасмурную погоду). Именно емкостью аккумуляторных батарей определяется максимальное время автономной работы солнечной электростанции или инверторной системы автономного электроснабжения. Кроме емкости, важнейшими параметрами аккумуляторов для солнечных батарей являются максимальное число циклов заряда/разряда и срок службы. В нашем интернет-магазине Вы найдете в продаже аккумуляторы Delta, Haze, Challenger, Leoch и Восток.

    АКБ Delta

    Компания Delta – это один из крупнейших китайских производителей герметичных гелевых и AGM аккумуляторов для дома, продукция которого представлена на российском рынке более 15 лет. Широкая линейка типов аккумуляторных батарей позволяет найти необходимый практически для любой задачи. Для применения в системах бесперебойного питания и для работы совместно с солнечными панелями наиболее подходящими являются аккумуляторы Delta HRL, GEL и GX.

    Преимущества и особенности аккумуляторов Delta HRL (AGM) и GX (GEL):

    • Номинальная емкость. Емкость свинцовых кислотных аккумуляторов Delta указана для 10-и часового цикла разряда, а не для 20-и часового (как у некоторых производителей). Следовательно, при одинаковом номинале, реальная емкость аккумуляторных батарей Delta выше, чем у производителей, указывающих номинальную емкость для 20-и часового разряда.
    • Срок службы. Модели закрытых аккумуляторов HRL (АГМ технология) и GX (гелевая технология) имеют срок службы 10 лет и могут использоваться в загородных домах и квартирах, т.к. не выделяют газов при зарядке. Этот параметр очень важен для систем резервного и бесперебойного питания, где количество циклов заряда/разрядки не очень велико и время «жизни» аккумуляторной батареи фактически определяется ее сроком службы при условии применения качественного зарядного устройства.
    • Устойчивость к глубоким разрядам и количество циклов. Гелевые аккумуляторы глубокого разряда Delta GX, благодаря применению гелевой технологии более устойчивы к полным разрядам, чем батареи технологии AGM. Кроме того, они отличаются повышенным на 50% количеством циклов разряда/заряда, что является важным параметром для автономной солнечной электростанции, поскольку в ней время «жизни» аккумуляторной батареи для инвертора фактически определяется максимальным количеством циклов заряда/разряда.
    • Цена. Конкурентные цены инверторных аккумуляторов Delta по сравнению с большинством производителей.

    Выбирайте и покупайте гелевые аккумуляторные батареи у официального дилера Delta.

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *