Как выбрать и подключить аккумулятор для солнечных батарей

Аккумулятор для солнечных батарей: характеристики и советы для правильного выбора

Отправим материал на почту

  • Выбор АКБ для автономной электростанции
  • Что нужно учитывать при выборе АКБ
  • Что нужно знать о емкости АКБ
  • Температура воздуха в помещении
  • Учет токоприемников
  • Что лучше выбрать
  • Заключение

Аккумуляторы для солнечных панелей – это как раз те элементы, которые указывают на главный недостаток таких миниатюрных электростанций – отсутствие возможности вырабатывать электроэнергию в тёмное время суток. Именно поэтому ни один владелец автономной установки не может обойтись без АКБ. Но емкости бывают разными, и нам предстоит разобраться, какие из них подходят лучше всего.

Выбор АКБ для автономной электростанции

Компании, торгующие оборудованием для автономных электростанций с солнечными панелями, всегда говорят о вашей энергонезависимости от государственных источников электроэнергии. Также они показывают простоту монтажа солнечных панелей, и создается впечатление, что, потратившись один раз в жизни, вы обеспечите себя бесплатным источником ≈220-380 V на всю свою жизнь. Что ж, это действительно так, но это только половина правды, как в любой рекламе. Другая половина заключается в том, что получать бесплатную электроэнергию можно только днем и для того, чтобы включить ночью любой электроприбор, её нужно накапливать и хранить. Именно поэтому вам никак не обойтись без АКБ для солнечных батарей.

Что нужно учитывать при выборе АКБ

Большинству людей при поиске аккумуляторов для солнечной электростанции на ум, в первую очередь, придут автомобильные батареи, так как мы с ними сталкиваемся чаще всего, и приобретение АКБ для грузовика на 180-250 А-ч покажется вполне приемлемым. К тому же стоимость аккумулятора в пределах 65$ для обеспечения электроэнергией дома на 140-150 м2 будет выглядеть весьма заманчиво. Но давайте попробуем глубже проанализировать возможности такой емкости.

Все автомобильные батареи и самые лучшие, и не очень, рассчитаны на работу по несколько другим параметрам, нежели те, которые предполагает домашняя электростанция на солнечных панелях. Например, для мощных АКБ разрядка ниже 30% емкости будет восприниматься прибором, как действие в экстремальных условиях, а их способность выдавать высокие пусковые токи для запуска двигателя вам попросту не пригодятся.

Просто задумайтесь, как будет работать аккумулятор в режиме автономной ЭС: в светлое время суток он будет накапливать энергию, которую поглощают панели, а ночью отдавать весь свой запас потребителю. Как правило, в таком режиме батарея не выдерживает более года постоянного функционирования и попросту выходит из строя.

Чтобы вы не путались при выборе нужных АКБ, в первую очередь, следует обратить внимание на маркировку и если она указывает на автомобильное назначение, то лучше сразу отклонять такой вариант. Давайте посмотрим таблицу, расположенную ниже.

Маркировка Расшифровка аббревиатуры
EFB свинцово-кислотный
AGM абсорбированный электролит
GEL с гелеобразным электролитом
Са/Са легированные кальцием аноды и катоды
HIBRID легированные кальцием (Ca) и кремнием Si) аноды

Также на автомобильном аккумуляторе какого-либо типа может присутствовать дополнительная маркировка SMF (Sealed Maintenance Free) или VRLA (Valve Regulated Lead Acid). Первое указывает на герметичность прибора, без необходимости обслуживания, а второе – на присутствие предохранительного клапана для сброса давления.

Видео описание

Как выбрать аккумуляторы для солнечных батарей, восстановить и эксплуатировать.

Что нужно знать о емкости АКБ

Безусловно, один из главных параметров, по которым мы будем выбирать АКБ, это величина их ёмкости. Но для этого придется учитывать ряд факторов, которые напрямую влияют на эту замечательную способность прибора.

Температура воздуха в помещении

Температура воздуха в помещении, где будут установлены аккумуляторы, имеет самое большое влияние на эту накопительную способность батарей. На табличке, прикрепленной к прибору или в сопроводительных документах, производитель, как правило, всегда указывает емкость, возможную при температуре 20°C. Поэтому вам не помешает знать такое соотношение, как в таблице ниже

С -10 10 20 25 30 45
Коэффициент 0,65 0,8 0,95 1 1,03 1,06 1,15

Пояснение к таблице: вы смотрите на цифру, указанную в сопроводительных документах АКБ и умножаете на коэффициент, учитывая температуру помещения, в котором они будут храниться.

Уровень допустимости разряда батареи h4

Большинство людей, которым когда-либо приходилось сталкиваться с аккумуляторами (в основном, это, конечно, автомобилисты) знают, что их ни при каких обстоятельствах нельзя разряжать на 100%, так как это просто уничтожает их эксплуатационный ресурс. Наиболее оптимальный вариант остаточного заряда – 60-70%, хотя, чем больше, тем лучше. Поэтому при выборе АКБ подумайте о том, хватит ли им 30-40% емкости, чтобы «дожить» до следующего запуска солнечных панелей – до наступления светлого времени суток.

Учет токоприемников

Купить аккумуляторы для солнечных батарей на сегодняшний день затея не из дешевых, поэтому, в большинстве случаев, ночью домашние электроприборы работают в режиме экономии. То есть, стиральную машину-автомат, электроплиты и другие мощные потребители лучше не включать, а электрокотёл переводить ночью на минимальную мощность.

Посмотрите на таблицу, расположенную выше – там перечислены основные приборы, которые будут использоваться в темное время суток в вашем доме (на практике это, скорее всего, балет отличаться, ведь у каждого свои потребности). Но если взять за расчётную точку показатель в 6000 Вт, то вам придётся запастись аккумуляторами с общей емкостью 1787 А-ч. Но и здесь можно пойти более экономичным путем, например, использовать для освещения светодиодные лампы.

Что лучше выбрать

Необходимость использовать аккумулятор для солнечной электростанции сейчас является главной проблемой, если не дилеммой в развитии альтернативных источников получения электроэнергии. Ведь, по сути, какими бы совершенными ни были сами панели, они могут функционировать только днем, а накопленные за это время мощности нужно как-то и где-то сохранять. На данном этапе развития аккумуляторных батарей не существует каких-либо серьезных разработок для хранения больших мощностей, производство которых можно поставить на промышленные рельсы.

Читайте также:
Солнечные батареи нового поколения - полный обзор видов

К сожалению, примеры Николо Тесла, когда он добывал энергию непосредственно из земли и воздуха, которые сами по себя являются огромными аккумуляторами, так и остались чем-то из области фантастики и это не удивительно. Вы только представьте, сколько компаний в одночасье потеряют доходы, если все энергия окажется бесплатной?! Поэтому «имеем то, что имеем» и приходится выбирать из того, что есть. На сегодняшний день для автономных солнечных электростанций с лучшей стороны показали себя два типа АКБ: КИСЛОТНЫЕ и ГЕЛЕВЫЕ.

Безусловно, они отличаются как по эффективности, так и по стоимости, но здесь уже выбор за вами – опять-таки придется учитывать разные факторы. Например, гелевые батареи способны легче перенести глубокую разрядку и это не скажется на их эксплуатационном ресурсе. Но, с другой стороны, при отрицательных температурах у них низкие пусковые токи, хотя, какая вам разница, если они вам и не понадобятся. Кроме того, все емкости вы все равно будете хранить в помещении при плюсовой температуре. Но проблема здесь в том, что они стоят дороже кислотных. АКБ.

Выбирая, какие аккумуляторы подойдут для солнечных батарей, вы в любом случае обратите внимание на их стоимость, так как одной емкостью вам никак не обойтись. Впрочем, все познается в сравнении, тем не менее, для сколько-нибудь достойной автономной электростанции вам понадобится примерно 10 штук АКБ по 200 А-ч (можно меньше, можно больше). Если, к примеру, вы остановите свой выбор на Delta GX12-200, которые пока стоят 452,4$, то за 10 приборов придётся отвалить 4524$, а это стоимость хорошего, но подержанного автомобиля. Зато, такого запаса вам хватит, как минимум, на 15 лет и это вполне окупит ваши вложения.

Видео описание

Аккумулятор для солнечных батарей из электрокара.

Заключение

Как видите, выбрать аккумулятор для солнечных батарей не так-то и сложно с технической точки зрения, но с другой стороны, придётся сделать определённое финансовое вливание, которое не для всех окажется подъемным. Впрочем, если уж вы решились на установку автономной солнечной электростанции и потратились на приобретение панелей, то, скорее всего, готовы довести дело до конца.

Какой аккумулятор стоит выбрать для солнечной батареи?

Кроме плюса для биосферы, у экологически чистых генераторов тока есть и свои минусы, вырастающие из «детства» технологий, которые относительно недавно начали применяться человеком. К примеру, низкий коэффициент полезного действия. Ни один преобразователь энергии окружающей среды в ток не дает 100 % выдачи результата. У лучших из них, показатель находится в районе 30 %. То есть, человеку возвращается максимум треть от реального количества природного воздействия на генерирующие механизмы.

Еще одним минусом использования служит непостоянство процесса. Волны могут успокоиться в штиль, солнце всходит и заходит, а бывает и закрывается облаками, атмосферные массы могут как перемещаться, так и стоять на месте. В периоды затишья встает вопрос продолжения непрерывной подачи тока на потребляющие контуры. С такой целью в генерирующих системах используются аккумуляторы, которые пока идет выработка энергии заряжаются, а в остальное время отдают накопленное в общую сеть.

Речь, в статье пойдет об использовании аккумуляторов для солнечной электростанции. Будут рассмотрены их характеристики, типы устройства и нюансы эксплуатации.

Солнечная батарея выбрана не случайно. Для генераторов такого вида наиболее характерна прерывистость выработки тока. Она зависит от времени суток и состояния атмосферы. Ночью энергия не вырабатывается, а в облачную погоду генератор не дает максимум своей мощности. При этом, в полдень и при ясном небе, производится наибольшее количество тока.

Принцип действия накопителей энергии

Аккумулятор — устройство, позволяющее сохранять и отдавать ток. Принцип его действия построен на обратимости химических процессов. В общем случае, энергия сохраняется в положительно заряженном ионе составляющего вещества, который при подаче тока на батарею интегрируется в кристаллическую решетку графита, солей или оксидов металлов, с возникновением их химической связи.

В сущности, любой аккумулятор состоит из двух различных по материалам электродов, погруженных в электролит, облегчающий перемещение ионов с одного на другой. Направление движения тока задается свойствами самих металлов, используемых в качестве проводящих контактов. Обладающий большим удельным сопротивлением становится катодом, меньший — анодом. В техническом сленге первый называется минусом питания, второй плюсом.

При заряде батареи основа анода растворяется, с переносом ионов, содержащих два электрона на катод. При разряде происходит обратная реакция, с освобождением частиц энергии и восстановлением изначального металла анода. Конечно, цикл не бесконечен, так как в любом случае происходят потери материала в процессе химических реакций. Максимальное количество периодов заряда и разряда — одна из главных характеристик батареи, которая непосредственно зависит от использованных в ней металлов для основы электрода и катода. Важна и скорость прохождения реакции, а также побочные эффекты, происходящие в их процессе. К примеру, нагрев — чем большим током происходит заряд аккумулятора, тем быстрее идет реакция переноса, во время которой электролит нагревается, так как через него проходит большее количество заряженных частиц. Слишком большие значения токов могут вызвать закипание проводящего вещества, в результате которого произойдет выделение газов, в свою очередь, разрушающих корпус батареи.

Емкость аккумулятора, как еще одна из главных его характеристик, определяется площадью анода и катода. Чтобы увеличить ее, множество связанных пластин, выполненных из металлов обоих контактов, чередуются внутри батареи, разделяемые нейтральной прослойкой, не мешающей перемещению ионов.

Выделим основные превосходства литиевых LFP и LTO аккумуляторов над свинцово-кислотными:

  1. Срок службы в несколько раз больше, чем у свинцовых АКБ;
  2. Количество циклов при глубине разряда 80% составляет 2000-3500 у LFP и до 16000 у LTO, против 300-350 циклов у обычного «свинца» и до 1500 циклов у OPzS c OPzV;
  3. Быстрый заряд, благодаря способности принимать большие токи заряда (зарядный ток до 2С (у LFP) и до 10C (у LTO), против 0,1-0,3С у свинцовых;
  4. Линейные разрядные характеристики позволяют использовать в 2-3 раза меньшую емкость, в сравнении со «свинцом» и получать паспортную емкость независимо от разрядного тока;
  5. Меньший вес, высокая плотность энергии;
  6. Не выделяют вредные вещества и пожаро-взрывобезопасны.
Читайте также:
Какие солнечные батареи лучше выбрать для дома - отзывы

Из минусов литиевых АКБ можно отметить, что их нельзя использовать без системы балансировки и защиты BMS (Battery Management System) и более высокие первоначальные вложения.

Аккумуляторы по типам

Для солнечной энергетики ценность имеют емкие аккумуляторы. Количество циклов заряда также важно, от этого зависит периодичность смены вышедших из строя устройств. Оба фактора непосредственно устанавливаются используемыми технологиями и применяемыми химическими реакциями в батарее.

Существуют следующие виды в зависимости от электролитической составляющей:

  • Аккумуляторы, в которых электролит находится в виде геля. Такие конструкции не требуют периодического обслуживания в процессе эксплуатации. Что касается химической основы, — это обычные свинцово-кислотные батареи. Применение геля в качестве основы электролита дополнительно дает увеличение количества циклов заряда, за счет отсутствия связывания проницаемого ионами вещества с частями материала анода. Другими словами, у таких аккумуляторов меньше падает кислотность электролита, что дает возможность отказаться от периодического поднятия его плотности в процессе использования батареи. Аккумуляторы такого типа обозначаются, как «GEL» на корпусе. Их, наверное, самый большой минус — непереносимость перезаряда или пополнения слишком высокими токами.
  • Обычные AGM. Свинцово-кислотные АКБ, распространенные и зачастую используемые в транспорте. В аккумуляторах этого типа основой реакции служит связка химического обмена ионами между контактами свинца с преобразованием его в оксид металла. Электролитом служит раствор серной кислоты. Как раз последний фактор и обеспечивает минус у таких батарей — жидкость, кроме того, что может закипеть, еще и постоянно теряет свою кислотность из-за оседающих в ней остатков от химических реакций обмена. Такие аккумуляторы требуют периодического повышения плотности в процессе эксплуатации. Уровень электролита в одном положении, относительно пластин электродов, поддерживается пропиткой им специальных матов из стекловолокна.
  • Аккумуляторы, в которых в качестве электролита используется щелочная основа. Материал, применяющийся для пластин электродов — водородный металлогидридный сплав никеля с лантаном или литием в качестве анода, и оксид никеля для катода. Электролитом служит сильнощелочной раствор гидроксида калия (KOH). Маркируются такие аккумуляторы, как NiMH. Плюс подобной батареи — отсутствие «эффекта памяти», что позволяет заряжать ее полностью, вне зависимости от текущего уровня запасенной энергии. Кроме того, они абсолютно безопасны для экологии. Минус — ограниченный срок службы и малое количество циклов.

Также аккумуляторы для солнечных панелей различают по металлам, используемым в качестве основы анода и катода. Среди них:

  • Уже упомянутые свинцово-кислотные батареи, основа которых — свинец (Pl), что обязательно бывает отмечено на корпусе накопителя;
  • Никель-кадмиевые, в которых анод изготавливается из гидрата закиси кадмия Cd(OH)2 или его металлического варианта Cd. Применяемый электролит состоит из смеси гидроксидов лития (LiOH) и кадмия (KOH). Катод выполнен путем соединения графитового порошка с гидратом закиси никеля Ni(OH)2. Обычно батареи такого типа маркируются, как NiCd. Характерным минусом служит долгое время заряда и относительно невысокая емкость АКБ, которая еще и уменьшается в процессе эксплуатации из-за сильно выраженного «эффекта памяти» никель-кадмиевых накопителей. Плюсом служит — низкая цена в соотношении с аналогами и малый нагрев при зарядке.
  • Литий ионные с пометкой Li-ion на корпусе. Анод в них выполнен на основе графита, нанесенного на алюминиевую фольгу, а катод с использованием кобальтита лития (LiCoO2) на тонкой медной поверхности. Литиевые аккумуляторы характеризуются низким уровнем саморазряда и быстрым набором энергии. К сожалению, взрывоопасны при неправильном использовании. Еще один минус — они дороги.

Применяются и другие виды по структуре и составу аккумуляторные батареи, но частота их использования с солнечными панелями практически равна нулю.

Критерии выбора

Чтобы сделать грамотный и обоснованный выбор, нужно обратить внимание на ряд его важнейших характеристик.

    Емкость аккумулятора. Именно она определяет, как долго будет работать устройство без подзарядки. Емкость аккумуляторной батареи для каждой электростанции рассчитывается отдельно, исходя из того, какой объем электроэнергии от нее требуется.
    Номинальная емкость будет указана в характеристиках аккумулятора, а реальная будет колебаться +- 10-15% и зависит это, в первую очередь от условий, в которых работает аккумулятор.

Например, при понижении температуры, при которой содержится устройство, емкость становится меньше. При более высокой температуре воздуха емкость становится больше, но срок работы аккумулятора уменьшается.

Обратите внимание: зимой аккумуляторы рекомендуется хранить в помещении с температурой не ниже 0 и не выше 20 градусов.

  • Саморазряд. Это постепенная и непроизвольная потеря энергии в аккумуляторе. Чем он меньше, тем лучше (средний уровень будет составлять около 3-5% в месяц). Для уменьшения саморазряда оптимальная температура для работы устройства не должна быть больше 20 градусов. Если температура повышается больше, чем на 10 градусов, саморазряд может стать больше почти вдвое.
  • Срок службы аккумулятора. Оценивается по количеству циклов заряда/разряда, которое он может выдержать без потери качества. Если емкость прибора доходит до 60% — 70% от номинального значения — он становится фактически непригоден для работы.
  • Работа в составе оборудования гелио станции

    Аккумулятор для солнечных батарей применяются в целях поддержания постоянного напряжения в исходящей сети, вне зависимости от функционирования самой генерирующей части. В сущности, работа гелио станции сильно зависит от времени суток и погодных условий. Когда производится достаточное количество электричества для поддержания всех устройств нагрузки, одновременно осуществляется подзарядка аккумуляторной батареи. Когда выработка падает, или становится ниже требуемой, накопитель начинает подпитывать сеть, возмещая недостаток из накопленных запасов. Особенно его использование актуально на ночной период времени, когда генерации энергии нет.

    Читайте также:
    Как выбрать контроллер заряда солнечных батарей - полный обзор

    Зачем нужны аккумуляторы в системах на солнечных батареях

    Поскольку солнечное излучение величина не постоянная и, если вы не подключены к центральной электросети или подключение не стабильное, недостаточно иметь просто солнечные батареи. Вам нужно где-то хранить энергию и наличие надежных аккумуляторных батарей, поможет вам сохранить электроэнергию, которую ваши солнечные панели производят в течение дня.
    Аккумуляторы имеют решающее значение, чтобы использовать вашу систему в рабочем состоянии в любое время суток. С неправильно подобранным банком аккумуляторов, вы сможете воспользоваться солнечной энергией только тогда, когда солнечные батареи ее производят, а при заходе солнца аккумуляторы могут быть не способны выдать необходимую мощность. При отсутствии хороших аккумуляторных батарей вам придется бороться с недостатком энергии, особенно если в сети электроснабжения есть перебои или она попросту отсутствует.

    Свинцово – кислотные, в том числе AGM и GEL и литиевые аккумуляторы, набирающие популярность, на сегодня наиболее востребованы для электроснабжения, найдем их отличия и определим преимущества или недостатки.

    Требуемые характеристики для использования с солнечными батареями

    Расчет емкости АКБ для солнечных батарей выполняется от потребляемого суточного максимума по нагрузке и штатного напряжения самого устройства. Здесь необходимо сделать ремарку про процесс заряда. Сами солнечные панели объединяются электрически с целью подгонки вырабатываемого напряжения штатным характеристикам аккумулятора. Последние бывают, как на 12 вольт, так и на 24. Подключаются они к сети потребления через инвертор, а между ним и батареей в гелио станции размещается контроллер, который не допускает перезаряда накопителя. Именно к нему на входы идет подача тока от солнечных панелей.

    Необходимая емкость аккумулятора в ампер-часах рассчитывается в зависимости от суточного тока потребления всех устройств нагрузки с поправкой на дневное время, когда питание осуществляется от солнечных батарей. Примером может послужить использование гелио станции для снабжения энергией небольшого дома. Экспериментально было выявлено суточное потребление всех электрических приборов, используемых в быту для такого жилья. Оно составило приблизительно 7.5 Квт/сутки, с учетом потерь в преобразующем оборудовании (высчитывается умножением общего расхода дома на коэффициент 1.2). Для расчета оно обозначается переменной T. Вольтаж аккумулятора — V. Итоговой формулой требуемой выдачи энергии по отношению к часу станет Ahчас=T/V/24. В приведенном примере, для батареи 12 В это 7500/12/24=26 А×ч. Далее нужно учесть ночное время, в которое солнечные панели совсем не дают энергии и все питание сети происходит от АКБ. Необходимая емкость рассчитывается от этого времени — Ahакб=Ahчас×8. Для приведенного примера, наилучшим выбором станет батарея 208 А×ч.

    Использование какого-либо конкретного типа аккумулятора в зависимости от технологии сохранения энергии или вида применяемых химических веществ, — зависит только от желания владельца гелио станции и его возможностей по периодическому обслуживанию батареи.

    Полезные ссылки:

    Основные характеристики аккумуляторов. Очень подробная статья.

    СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ ДЛЯ СТАЦИОНАРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ СВЯЗИ.

    Перевод статьи авторов О. Чекстер, И. Джосан.

    Как продлить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов?

    Подробнее можете почитать про авто-АКБ здесь Почему так быстро умирают автомобильные аккумуляторы.

    Аккумуляторы, большой скачок. Научно-популярно-социальный видеоролик о применении современных АКБ (в основном lifepo4) в народном хозяйстве и транспорте.

    Замечания по эксплуатации

    При использовании аккумулятора нужно помнить о токе его зарядки. Солнечные панели просто обязаны в то время, на которое приходится период их действия, выдать достаточный объем энергии, чтобы полностью зарядить батарею, попутно снабжая ей сеть с потребителями. Для расчета необходимого применяется формула: Aпанели=Ahакб/(24−8)+Ahчас. Для ранее описанного примера, это означает, что солнечная панель должна выдавать 208 А×ч/(24−8)+26 А×ч, что составит силу тока в 39 А×ч, при напряжении в 15 В. В свою очередь, переводя полученное значение в характеристики – необходимая выдаваемая мощность панели солнечных элементов должна быть не менее 39 А×ч/20 или 1.95 Ампер.

    Инвертор, в свою очередь, как центральный преобразователь, обязан выдерживать прохождение тока к потребителям, поэтому его параметры также выбираются в зависимости от максимальных требований сети.

    Автомобильные аккумуляторы

    Хорошими, в плане затрат, являются аккумуляторы, предназначенные для автомобилей. Их очень часто используют те, кто проектирует систему солнечной электростанции самостоятельно. Цена аккумуляторов автоматически снижает стоимость системы в несколько раз.

    Проблема лишь в том, что автомобильные аккумуляторы рассчитаны на немного другой режим работы. Как результат, их приходится очень часто менять в связи с высоким показателем изнашиваемости и последующей поломкой. Поэтому такие устройства можно использовать только под небольшую мощность солнечных панелей и лишь короткий период времени.

    Объединение мощности и емкости аккумуляторов

    В тех случаях, когда емкости аккумулятора не хватает на удовлетворение потребностей, используется их параллельная связка, дающая объединение характеристик вместимости. В общем виде, аноды всех батарей соединяются между собой. С катодами производят аналогичное действие. Получившаяся связка будет равна по объему суммарной емкости всех аккумуляторов цепочки. Такая система позволяет намного уменьшить стоимость конструкции, используя несколько более мелких батарей, взамен одной большой.

    Рекомендации по выбору аккумулятора

    Лучшая батарея для гелио станции выбирается в первую очередь от ее объема, он должен быть достаточным для обеспечения всего требуемого количества питания. На второй позиции, всегда остаются отзывы и рейтинги конкретных изготовителей, которые можно узнать из СМИ и интернета. Ну и третьим фактором выступает цена на представленные в продаже накопительные устройства. К примеру, гелиевые аккумуляторы для солнечных панелей, дороже чем AGM, но в свою очередь, дешевле литий-ионных батарей. Здесь важно соблюсти баланс между желаемыми возможностями накопителя, обязательностью его обслуживания и ценой на конкретную продукцию.

    Еще одним из стимулов, влияющих на выбор конкретной модели, может стать ее экологическая и эксплуатационная безопасность. В некоторых случаях лучше использовать менее емкие, но более надежные литиевые аккумуляторы. Они не вызывают вопросов у сэс, слабо греются и продаются дешевле прочих.

    Читайте также:
    Что такое гибкие солнечные панели и где они используются

    Как выбрать и использовать аккумулятор для солнечных батарей?

    1. Особенности
    2. Виды
      • Автомобильные стартерные
      • Гелевые
      • Щелочные
      • Литиевые
    3. Рекомендации по выбору
    4. Как подключить?
    5. Правила эксплуатации

    Ультрасовременным течением в энергетике можно смело назвать энергию Солнца. Все больше людей склоняются к необходимости оснащения дома солнечными батареями. Однако одних приемников солнечной энергии не будет достаточно – нужен аккумулятор. Как выбрать и использовать аккумулятор для солнечных батарей – актуальный вопрос в современном домоводстве.

    Особенности

    На современном рынке аккумуляторов для гелиосистем имеется огромное количество видов и моделей. Среди них отыскать правильный вариант сможет даже самый взыскательный потребитель.

    Все версии объединяются единством задач, которые выступают в качестве особенностей:

    • накопление энергии Солнца в течение дня;
    • использование накопленной энергии в темное время суток;
    • поддержание электросети в пиковые моменты;
    • возмещение недостатка электроэнергии в пасмурную погоду.

    В общей сложности солнечные аккумуляторы созданы выполнять две основных функции. Первым делом они собирают преобразованную энергию Солнца. Также они могут отдавать собранную энергию. Солнечные накопители позволяют собрать абсолютный максимум электроэнергии и распределить его правильно. Это они позволяют сделать бесперебойным электроснабжением Солнца.

    Сегодня подобрать долговечные агрегаты, например, на 12 вольт, совсем несложно, главное, их потом правильно подсоединить.

    В поисках устройства, способного справляться с поставленными задачами идеально, люди придумали массу технических средств. Все это породило особую классификацию элементов солнечных систем.

    Автомобильные стартерные

    Довольно часто можно встретить примитивный вариант обустройства домашней гелиосистемы. В ней многие умельцы используют простые автомобильные стартеры. Такой подход позволяет сократить расходы, однако это спорный вопрос: такой тип накопителя от автомобиля придется менять с большей частотой. Автомобильный стартер создан отдавать большой ток за короткий интервал времени. Гелиосистема работает иначе: накопители разряжаются малым током на протяжении длительного времени. Именно это несоответствие выводит из строя стартеры для машин. При эксплуатации этого типа источников следует обязательно оснастить помещение хорошей вентиляцией.

    Гелевые

    Неприхотливый вид современного «сборщика» энергии. Идеально подходит для тех случаев, когда в помещении отсутствует хорошо организованная вентиляция. Подойдет для ситуаций, в которых нет возможности регулярно обслуживать техническое средство. Отрицательной стороной вида является высокая цена. А также у них менее продолжительный срок эксплуатации. Кроме того, в случае зарядки до предельного уровня возможен взрыв. При серьезных морозах рекомендуется утеплять накопитель.

    Положительной стороной являются минимальные потери энергии. Также батареи можно использовать многократно на протяжении длительного периода времени. Хорошо то, что устройство можно использовать при механических повреждениях корпуса. Работать такой вид накопителя энергии может в широком диапазоне температур без потерь качества. Хранение в разряженном виде не приводит к потерям емкости, а устанавливать можно в разных положениях.

    В этом типе батарей содержится меньшее количество электролита. У вещества желеобразная консистенция. Область применения составляют газовые котлы, мотоциклы, скутеры и солнечные станции.

    Щелочные

    Вид идеально подходит для маломощных энергосистем Солнца. Связано это с непродолжительной эксплуатацией – постепенно батареи теряют емкость. Что же касается заряда большими токами и полного разряда, то щелочные АКБ переносят их хорошо.

    Первый подвид – никель-металлогидридный аккумулятор. Отличается высоким сроком службы. При этом объем электролита невысок. Важно помнить при выборе вида источника энергии, что он требует к себе постоянного внимания. Уровень заряда и объем электролита должны находиться под постоянным контролем. На хранении источник питания должен находиться в разряженном состоянии.Существенным преимуществом может стать возможность эксплуатации в течение длительного времени в условиях низких температур. Этот вид может выдержать высокие нагрузки.

    Второй подвид – никель-кадмиевые аккумуляторы. Корпус с электродами и сепаратором необходимо заливать электролитом. Во всем остальном подвид практически ничем не отличается от своего собрата. Накопители щелочного типа безопасны: они не взрываются и не приводят к пожарам. Для увеличения срока эксплуатации следует избегать глубоких зарядок. В среднем щелочные системы способны пережить порядка тысячи циклов разряда и заряда. Им не страшны высокие нагрузки, а цена радует.

    Литиевые

    Наиболее эффективно работают в случае заряда наполовину, в противном случае сокращается срок службы устройства, а с течением времени такой аккумулятор вообще перестает заряжаться. Срок службы вида составляет порядка пяти сотен циклов. Встроенный контроллер позволит производить зарядку правильно. Однако это не избавляет от неизбежной деградации элемента питания. Она обычно составляет порядка десяти процентов в течение каждого следующего года эксплуатации.

    В настоящее время производством всевозможных видов электронакопителей Солнца занимаются общеизвестные производители промышленного оборудования. Среди них на русскоязычном рынке можно встретить германские модели от компании Bosh, Sonnenschein. С ними успешно конкурируют варианты от британской компании YUASA. В Штатах батареями занимается фирма S&D Technologies. Популярны китайские аналоги компаний Delta и Haza, тайваньские варианты APS.

    Рекомендации по выбору

    При выборе аккумуляторного накопителя в обязательном порядке следует обращать внимание на совокупность требований и их технических характеристик. Среди них первым делом стоит узнать количество циклов зарядки. Эта цифра прямо отражает срок службы. Время заряда и другие технические характеристики накопителя необходимо узнать у продавца также на этапе выбора. В противном случае использование устройства не принесет радости. Стоит обращать внимание на необходимость дополнительного обслуживания батареи. Приобретение «неправильного» варианта приведет к непредвиденным расходам.

    Элемент питания должен быть устойчив к воздействиям окружающей среды. Он должен быть работоспособен в условиях места своего пребывания. Самым важным критерием выбора становится общее соответствие уже приобретенных и искомых элементов будущей системы. Все отдельные детали должны идеально подходить всей системе. Также они должны удовлетворять критерий максимальной эффективности.

    Читайте также:
    Ветрогенератор своими руками: из автомобильного генератора и на неодимовых магнитах - как сделать лопасти самому для частного дома

    Если подойти к вопросу выбора серьезно, то обращать внимание необходимо на следующие показатели:

    • скорость разряда и заряда;
    • степень саморазрядки;
    • емкость и уровень производительности;
    • размер и масса;
    • условия эксплуатации;
    • срок эксплуатации.

    Практически все эти характеристики могут варьироваться в энергоносителях вне зависимости от емкости. Это дает простор для выбора идеально подходящего по всем показателям технического устройства. При выборе также следует помнить о том, что имеются установленные потери энергии вне зависимости от качества и размеров батарей.

    Как подключить?

    Самым важным правилом подключения накопителей Солнца можно обозначить соблюдение всех существующих правил безопасности. Это именно их берут за основу при составлении актуальных схем по подключению. Чаще всего при обустройстве системы энергоснабжения на основе солнечных панелей используется более одного элемента накопления энергии. Это нужно для увеличения напряжения и емкости.

    При подключении гелиосистем в настоящее время используют три схемы.

    • Последовательно объединенные системы. Емкость в этом случае равна емкости одного элемента системы. Напряжение высчитывается как сумма всех значений по всей цепи элементов.
    • Параллельное соединение системы. Напряжение в такой схеме приравнивается к значению одного из элементов. Емкость по всей цепи суммируется.
    • Комбинированное соединение батарей. Этот вариант позволяет использовать два предыдущих принципа.

    Одним из принципов безопасного подключения является необходимость использования аккумуляторов одного вида: у них должны быть одинаковыми емкость и напряжение, возраст. Желательно использовать элементы питания одного производителя. Следует устанавливать их на стеллажи в случае большого количества. Последовательная и комбинированная схемы часто приводят к разбалансировке всей системы. Применяя оба варианта, в обязательном порядке следует использовать контроллеры. Раз в год в таких схемах нужно проверять емкость каждого составного элемента с помощью зарядки и разрядки. С той же целью советуют использовать специальные перемычки для выравнивания.

    В общем же нужно правильно посчитать мощность вырабатываемой электроэнергии. После этого определяется необходимое количество модулей. В конце всего этого можно говорить о предпочитаемом типе накопительного элемента. Одним из неукоснительных правил можно считать запрет на установку в гелиосистемах накопителей длительной эксплуатации. Однако продолжительность жизни расходного материала можно увеличить.

    Для этого нужно постоянно контролировать следующие аспекты:

    • температура (оптимальная цифра составляет десять градусов по Цельсию);
    • вентиляционная система (должна соответствовать требованиям эксплуатации аккумуляторных накопителей; с ее помощью следует отводить взрывоопасные газы);
    • емкость (при неправильных подсчетах подача энергии прекратится);
    • контроль зарядки и разрядки (несоблюдение приводит к выходу из строя, поломкам);
    • техническое обслуживание (позволяет обнаружить поломки на ранних стадиях).

    Что же касается всей системы электроснабжения дома, то здесь нужно будет подключить солнечные панели, аккумулятор, контроллер и инвертор. Панели бережно выловят энергию Солнца, аккумуляторы накопят преобразованный ток, контроллеры сохранят всю систему от перебоев, инвертор преобразует энергию в «правильный» ток.

    Правила эксплуатации

    Одной покупки и монтажа для счастья будет недостаточно – в обязательном порядке следует ознакомиться с правилами пользования системами сбора солнечной энергии и аккумуляторов. С целью экономии носителя энергии следует обеспечить максимально возможную передачу электроэнергии от солнечного приемника к конечному потребителю. Следует использовать аккумуляторы исключительно для накопления электричества. В этом случае срок эксплуатации будет искусственно увеличен. Этой же цели послужит защита от тряски и прочих нежелательных воздействий.

    Следует держать под контролем температуру элементов питания. В случае повышения может возникнуть потребность в добавлении воды или дополнительном обслуживании. В результате понижения температуры электролит может загустеть. Оба варианта могут привести к быстрому истощению, перебоям в работе. Это значит, что владельца ждут дополнительные расходы на незапланированный ремонт. Глубокая разрядка и зарядка устройства от солнечной панели приводит к сокращению емкости. Это становится причиной преждевременного выхода из строя элементов питания. Предотвратить неприятный конец можно с помощью современных составляющих системы.

    Батареи ни в коем случае нельзя держать возле открытого огня, в противном случае возможно воспламенение паров. Попадание воды и прочих осадков также нельзя допускать: пыль и грязь могут негативно повлиять на работоспособность.

    С течением времени установленной системе может понадобиться модернизация. В этом случае следует еще раз изучить технические характеристики имеющегося оборудования. Важно понять, что можно использовать повторно. Неисправные и непригодные элементы необходимо заменить либо точно такими же, либо на соответствующие аналоги. Не стоит пренебрегать возможностью переоснащения и улучшения гелиосистемы с целью повышения эффективности.

    Накопительные элементы для солнечных систем будут радовать своих владельцев только в случае безупречной работы. Для этого необходимо детально изучить вопрос. Нелишним в этом недешевом деле окажется обращение к квалифицированным специалистам. Правильный монтаж, качественные детали, верный просчет помогут избежать неприятных ситуаций и ошибок.

    О том, как выбрать аккумулятор для солнечных батарей, смотрите в следующем видео.

    Какие аккумуляторы лучше? Актуальная информация на 2021 год

    Аккумуляторы имеют решающее значение, чтобы использовать вашу систему в рабочем состоянии в любое время суток. С неправильно подобранным банком аккумуляторов, вы сможете воспользоваться солнечной энергией только тогда, когда солнечные батареи ее производят, а при заходе солнца аккумуляторы могут быть не способны выдать необходимую мощность.

    Зачем нужны аккумуляторы в системах на солнечных батареях

    Поскольку солнечное излучение величина не постоянная и, если вы не подключены к центральной электросети или подключение не стабильное, недостаточно иметь просто солнечные батареи. Вам нужно где-то хранить энергию и наличие надежных аккумуляторных батарей, поможет вам сохранить электроэнергию, которую ваши солнечные панели производят в течение дня.

    К вопросу “какой аккумулятор выбрать для солнечных батарей” надо подойти предельно серьезно, чтобы использовать вашу систему в рабочем состоянии в любое время суток. С неправильно подобранным банком аккумуляторов, вы сможете воспользоваться солнечной энергией только тогда, когда солнечные батареи ее производят, а при заходе солнца аккумуляторы могут быть не способны выдать необходимую мощность. При отсутствии хороших аккумуляторных батарей вам придется бороться с недостатком энергии, особенно если в сети электроснабжения есть перебои или она попросту отсутствует.

    Читайте также:
    Как выбрать садовые фонари на солнечных батареях - полный обзор

    Свинцово – кислотные, в том числе AGM и GEL и литиевые аккумуляторы, набирающие популярность, на сегодня наиболее востребованы для электроснабжения, найдем их отличия и определим преимущества или недостатки.

    Сравнение свинцово-кислотных и литиевых батарей

    Свинцовые батареи стоят дешевле, но они имеют более короткий срок службы и по современным меркам низкую плотность энергии, а некоторые из них требуют регулярного технического обслуживания, чтобы поддерживать их в рабочем состоянии. Литиевые батареи дороже, но они не требуют технического обслуживания и имеют более длительный срок службы, что соответствует их более высокой цене.

    Давайте более подробно рассмотрим какой лучше взять аккумулятор для солнечных электростанций, плюсы и минусы каждого варианта и объясним, почему вы можете выбрать один из них для своей системы.

    Свинцово-кислотные с жидким электролитом

    Отличительной особенностью этих батарей является то, что свинцовые пластины погружены в жидкий электролит. Их необходимо регулярно проверять и доливать каждые 1-3 месяца, чтобы они работали должным образом. Халатное отношение к обслуживанию может сократить их срок службы и аннулировать гарантию. Поскольку в ходе эксплуатации этот тип АКБ может выделять опасные газы, их необходимо устанавливать в вентилируемом помещении, чтобы позволить газам батареи выходить наружу.

    Герметичные свинцово-кислотные

    Герметизированные бывают двух типов: AGM и GEL, которые имеют много схожих свойств. Они практически не требуют обслуживания и влагозащищены. Отличия заключаются в электролите – в гелевом аккумуляторе он находится в загущенном состоянии, а в AGM электролит абсорбирован в стекловолокне. Считается, что они не выделяют газы, это не совсем так, поскольку для защиты аккумуляторов предусмотрены клапаны, которые могут открываться в экстренных ситуациях.

    Панцирные OPzS и OPzV

    Эти аккумуляторы являются разновидностью свинцово-кислотных аккумуляторов: OPzS – с жидким электролитом, а OPzV с электролитом в виде геля. Минусы – низкая плотность энергии и нелинейные разрядные характеристики, свойственные всем свинцовым аккумуляторам. Из плюсов можно отметить 1200-1500 циклов, при глубине разряда на 80%, что в 2-3 раза больше в сравнении с обычными свинцово-кислотными АКБ, но и более высокую цену, которая соизмерима уже со стоимостью LiFePo4 аккумуляторов.

    Литий-железо-фосфатные аккумуляторы

    Одним из лучших химических составов литиевых АКБ для солнечных батарей является литий-железо-фосфат LiFePO4, он же LFP, еще встречается название «Лифер». Эта технология имеет в несколько раз больший срок службы, чем у свинцовых АКБ и может использоваться при более глубоких циклах. Благодаря линейным разрядным характеристикам можно использовать меньшую емкость, при разряде большими токами. Они также не требуют обслуживания или вентиляции, в отличие от заливных свинцово-кислотных батарей. LiFePO4 это одна из разновидностей литий-ионных батарей, но в отличие от них LiFePO4 пожаро-взрывобезопасны.

    Литий-титанатные, они же LTO

    Можно уверенно сказать, что это великолепные аккумуляторы и одни из лучших на данный момент и они имеют все вышеперечисленные плюсы LiFePO4 аккумуляторов, но и еще могут заряжаться просто огромнейшими токами в 10С (для сравнения «свинец» можно заряжать токами 0,1 – 0,2С) и имеют ресурс 16000 циклов. Из минусов можно отметить высокую цену и больший вес в сравнении с LiFePO4.

    Литий-ионные, они же Li-ion

    Имеют очень высокую плотность энергии и малый вес, благодаря чему широко применяются на электротранспорте, в том числе в Тесле, но имеют существенный недостаток – при повреждениях и при работе в нештатном режиме могут воспламеняться. У LiFePO4 и Литий-титанатных аккумуляторов отсутствует этот недостаток, поэтому они более предпочтительны для использования в автономных и бесперебойных системах.

    Подводя промежуточный итог, можно отметить, что первоначальные вложения на литиевые батареи больше, но при эксплуатации стоимость владения получается значительно ниже – за время эксплуатации литиевых аккумуляторов приходится несколько раз заменить свинцовые АКБ.

    Выделим основные превосходства литиевых LFP и LTO аккумуляторов над свинцово-кислотными:

    1. Срок службы в несколько раз больше, чем у свинцовых АКБ;
    2. Количество циклов при глубине разряда 80% составляет 2000-3500 у LFP и до 16000 у LTO, против 300-350 циклов у обычного «свинца» и до 1500 циклов у OPzS c OPzV;
    3. Быстрый заряд, благодаря способности принимать большие токи заряда (зарядный ток до 2С (у LFP) и до 10C (у LTO), против 0,1-0,3С у свинцовых;
    4. Линейные разрядные характеристики позволяют использовать в 2-3 раза меньшую емкость, в сравнении со «свинцом» и получать паспортную емкость независимо от разрядного тока;
    5. Меньший вес, высокая плотность энергии;
    6. Не выделяют вредные вещества и пожаро-взрывобезопасны.

    Из минусов литиевых АКБ можно отметить, что их нельзя использовать без системы балансировки и защиты BMS (Battery Management System) и более высокие первоначальные вложения.

    Сравнительная таблица аккумуляторов:

    Свинцовые автомобильные
    Свинцовые AGM/GEL
    Свинцовые OPzS
    Свинцовые OPzV
    Литий-ионные Li-ion
    Литий-титанатные LTO
    Литий-железо-фосфатные LiFePO4
    Плюсы Низкие первоначальные вложения. Герметизирован-ные. Не выделяют газы Возможность обслуживания. хорошие показатели для свинцовых АКБ. Герметизирован-ные. Не выделяют газы. Хорошие показатели для свинцовых АКБ. Самая высокая плотность энергии. Малый вес и объем. Большой срок службы. Самый большой срок службы. Возможно заряжать и разряжать огромными токами. Полностью безопасны Высока плотность энергии. Большой срок службы. Большие зарядные и разрядные токи. Полностью безопасны.
    Минусы Малый срок службы. Выделяют газы. Медленный заряд. Не способны долговременно выдавать большие токи. Нелинейные разрядные характеристики. Малый срок службы при постоянном циклировании. Медленный заряд. Не способны выдавать большие токи. Маленькая снимаемая емкость при разряде большим Высокая стоимость. Медленный заряд. Не способны выдавать долговременно большие токи. Маленькая снимаемая емкость при разряде большими токами. Высокая стоимость. Медленный заряд. Не способны выдавать долговременно большие токи. Маленькая снимаемая емкость при разряде большими токами. При повреждении или при работе в нештатном режиме опасны, обильно выделяют газы и пожароопасны. Нельзя использовать без системы балансировки и защиты. Самые большие первоначальные вложения. Нельзя использовать без системы балансировки. Высокие первоначальные вложения. Нельзя использовать без системы балансировки.
    Номинальное напряжение 1шт, В 12 12 2 2 3,7 2,3 3,2
    Количество шт последовательно, для получения 12В 1 1 6 6 4 6 4
    Удельный вес, Вт*ч в 1кг 45 40 33 33 205 73 95
    Цена за 1000 Вт*ч, руб (на 2019г) 7000 14000 16000 20000 14000 33000 16000
    Количество циклов, при разряде 30% 750 1400 3000 5000 9000 25000 10000
    Количество циклов, при разряде 70% 200 500 1700 1800 5000 20000 5000
    Количество циклов, при разряде 80% 150 350 1300 1500 2000 16000 3000
    Цена 1 цикла, при разряде на 30%, руб 9,3 10 5,3 4 1,6 1,3 1,6
    Цена 1 цикла, при разряде на 70%, руб 35 28 9,4 11,1 2,8 1,7 3,2
    Цена 1 цикла, при разряде на 80%, руб 46,7 40 12,3 13,3 7 2,1 5,3
    Читайте также:
    Как правильно сделать солнечную панель своими руками

    Исходя из всех перечисленных аргументов и проведенному сравнительному анализу, можно сделать вывод, что литиевые аккумуляторы имеют превосходство над «свинцовыми» почти по всем параметрам. Но какой из основных трех типов литиевых батарей выбрать?

    На наш взгляд на текущий момент для солнечной электростанции лучше купить аккумуляторы литий-железо-фосфатные, они имеют великолепные технические характеристики, долгий срок службы и в отличии от обычных Li-ion полностью безопасны. Более того, их стоимость 2 раза ниже, чем у литий-титанатых аккумуляторов и не смотря, что процессе эксплуатации LTO получаются выгоднее, существует большая вероятность купить восстановленный б/у LTO аккумулятор, который был снят с электротранспорта в Китае.

    Поэтому в большинстве случаев предпочтительнее будут аккумуляторы по технологии LiFePO4.

    Аккумулятор – важное звено «солнечной» системы электроснабжения

    Дата публикации: 25 сентября 2020

    • Типы аккумуляторов
    • Тонкости подключения
    • Рекомендуемая схема подключения

    Любая автономная система электроснабжения, которая питается от солнечной энергии, включает в себя несколько обязательных элементов: солнечные панели или батареи, инвертор, контроллер заряда и разряда и, конечно, аккумулятор. О нем то и пойдет речь в нашей сегодняшней статье. Как известно, солнечные батареи предназначены для получения энергии из солнечного излучения, так вот аккумуляторы для солнечных батарей, выполняют иную функцию. Их первостепенная задача – это накопление электроэнергии и последующая ее отдача.

    Главная техническая характеристика аккумулятора – его емкость. По этому показателю можно определить максимальное время работы системы электроснабжения в автономном режиме. Помимо емкости следует учитывать срок службы, максимальное количество циклов заряда-разряда, температурный диапазон работы и другие показатели. Средний срок службы аккумулятора составляет 5-10 лет. Эта цифра зависит от типа аккумулятора и условий его использования.

    Типы аккумуляторов

    В солнечной энергетике наибольшей популярностью пользуется герметичный свинцово-кислотный аккумулятор, производимый с использованием 2 различных технологий:

    1. Gelled Electrolite.
    2. Absorptive Glass Mat.

    Технология Gelled Electrolite стала применяться в конце 50-х годов. Она заключается в добавлении оксида 4-хвалетного кремния в электролит, что способствует переходу электролита в гелеобразное состояние. Этот метод позволяет достичь абсолютной герметичности батареи, а циркуляция газов осуществляется в многочисленных порах желеобразного электролита. Большой плюс гелевых аккумуляторов для солнечных батарей, производимых с применением технологии Gelled Electrolite, это отсутствие необходимости доливки воды в течение всей эксплуатации.

    Технология Absorptive Glass Mat была разработана в 70-е годы. Она предполагает использование пористого стекловолоконного заполнителя-сепаратора. Его пропитывают электролитом и тем самым переводят в безжидкостное состояние. Дозируя количество электролита, добиваются того, чтобы заполненными оказались лишь мелкие поры, так как более крупные предназначаются для свободной циркуляции газов. AGM-батареи также не требуют дополнительного обслуживания.

    Солнечные аккумуляторные батареи, производимые и по первой, и по второй технологии, обладают как достоинствами, так и недостатками. Узнать о них более подробно Вы сможете из таблиц 1 и 2.

    Таблица 1. Преимущества

    AGM технология GEL технология
    Абсолютно герметичная конструкция исключает возможность утечки кислоты и коррозии клемм, а также позволяет монтировать АКБ в любом положении, за исключением вверх дном. Допускается установка аккумулятора на боковую поверхность и вверх дном.
    Являются более устойчивыми к глубоким разрядам.
    Исключена возможность взрыва и выделения газов, но при условии правильной зарядки. Стабильная работа при повышенной влажности и высоком уровне вибрации.
    Стабильная работа батареи при температуре ниже -30°С. Возможность эксплуатации при температурном режиме выше +50°С и ниже -35°С, а также вблизи чувствительных электронных устройств.
    Увеличение срока службы за счет повышенной виброустойчивости. Увеличение срока службы за счет использования активного материала, увеличивающего емкость аккумуляторной батареи.
    Время полной зарядки аккумулятора в 7 раз меньше, чем время зарядки обычной свинцово-кислотной АКБ. Минимальная цена в категориях «Цена/Количество месяцев службы» и «Цена/Число циклов».

    Таблица 2. Недостатки

    AGM технология GEL технология
    Из-за меньшего количественного содержания электролита обладают повышенной чувствительностью к превышению зарядного напряжения В сравнении с классическими аккумуляторами гелевые АКБ имеют худшие показатели нагрузочных характеристик

    Тонкости подключения

    Первое с чем нужно определиться прежде, чем выбирать аккумулятор, — это требуемая емкость. Как правило, это значение выбирается с учетом среднесуточного потребления электроэнергии, не забывая при этом и про глубину разряда, которая должна составлять не более 50-70%. Правильный режим заряда/разряда – это главное условие, которое способно продлить срок службы аккумуляторов для солнечных батарей. Также следует помнить, что слишком большой ток заряда снижает количество содержащегося в АКБ электролита, что может привести к выходу из строя аккумуляторной батареи.

    Наибольшее распространение получили «солнечные» аккумуляторы с рабочим напряжением в 12 В. Как правило, их используют для сборки аккумуляторных блоков требуемого напряжения, например 24 В, 48 В и т.д. Основные параметры такого блока:

    • рабочая емкость;
    • ток заряда;
    • ток разряда.
    Читайте также:
    Как правильно выбрать комплект солнечных батарей для дачи

    Аккумуляторный блок рекомендовано составлять, используя последовательную схему соединения. В этом случае общее рабочее напряжение блока будет равняться сумме рабочих напряжений каждого подключенного аккумулятора.

    Если же АКБ соединяются параллельно, то суммироваться будет не напряжение, а емкость. Напряжение же в этом случае останется неизменным. Но прежде, чем подключать батареи параллельно, необходимо выровнять на них напряжение.

    Следующее условие – это температурный режим. Практически все АКБ для солнечной батареи способны выдерживать как низкие, так и очень высокие температуры. Но не стоит злоупотреблять этим, ведь увеличение температуры АКБ на 10°С приводит к ускорению всех химических процессов в 2 раза. А при заряде разница температур окружающей среды и батареи составляет 10-15°С, объясняется это процессом рекомбинации кислорода. Решить эту проблему поможет естественный обдув аккумуляторной батареи. Соблюдение всех правил – это залог долгой эксплуатации аккумулятора, об этом следует помнить.

    Рекомендуемая схема подключения

    Использование солнечной батареи, у которой максимальное значение генерируемого тока примерно равно току зарядки аккумулятора, позволяет автоматически заряжать АКБ при освещении. В этом случае следует предусмотреть некоторые правила подключения солнечной батареи к аккумулятору. Схема приведена на рисунке ниже.


    Первое, что необходимо учесть – это подключение аккумулятора через диод (на схеме VD1). Такой способ поможет решить сразу 2 проблемы:

    1. При плохом освещении напряжение солнечной батареи может стать ниже, чем напряжение на аккумуляторе. Без диода это приведет к разряду аккумулятора через внутреннее сопротивление солнечной панели вместо заряда.
    2. Применение диода исключает необходимость отключения солнечной батареи от аккумулятора в темное время суток.

    Помимо диода рекомендуется последовательное подключение миллиамперметра к солнечной батарее. Он позволяет определить ток какой величины потребляет аккумулятор солнечной энергии. Так вы сможете без проблем узнать, работает солнечная панель или нет. Если же Вы планируете использовать аккумулятор во время его зарядки или подзарядки, позаботьтесь о подключении в схему буферного конденсатора (на схеме С1).

    Статью подготовила Абдуллина Регина

    Небольшое видео о параллельном и последовательном подключении батарей:

    Онлайн помощник домашнего мастера

    Аккумуляторы для солнечных батарей: установка, замена и схемы подключения (100 фото-идей)

    Без аккумулятора не сможет функционировать ни одна солнечная электростанция, ведь в темное время суток или пасмурную погоду только заряженная энергией батарея способна подавать ток на все подключенные к сети объекты. Поэтому важно, чтобы к работающей от ультрафиолета панели были подключены вместительные и качественные устройства, обеспечивающие полноценное накопление и отдачу полученного электричества, что зависит от вида и технических характеристик аккумуляторов для солнечной батареи.

    Чтобы точно знать, каким оборудованием, новым или старым, укомплектовать солнечную электростанцию, на что обратить внимание при покупке и как грамотно подключить батарею к установке – внимательно читайте данную статью.

    Краткое содержимое статьи:

    Что дает аккумулятор

    Аккумуляторные батареи, сокращенно именуемые АКБ, способны выполнять дефицит вырабатываемой установкой электроэнергии тогда, когда солнечных лучей недостаточно для ее полноценного функционирования. Это становится возможным за счет непрерывно протекающих химических и физических процессов, обеспечивающих многократные зарядные циклы.

    По фото видно, что аккумуляторы для солнечных батарей внешне ничем не отличаются от стандартных моделей, однако имеют большую мощность и улучшенные эксплуатационные характеристики.

    Каким бывает АКБ

    Аккумуляторные устройства представлены в широком ассортименте, поэтому неудивительно, что возникает логичный вопрос: какие аккумуляторы для солнечных батарей считаются более эффективными?

    На самом деле, к ультрафиолетовой панели можно подключить любое оборудование, главное, чтобы запас накапливаемой энергии мог обеспечить все подключенные приборы и освещение в критической ситуации. Для этого важно учитывать технические параметры, зависящие от типа, модели и марки АКБ.

    Наиболее популярно использование следующих видов аккумуляторов для солнечных батарей, имеющие и слабые, и сильные стороны:

    Стартерные считаются самым надежным и долговечным вариантом, с высоким КПД и низкими затратами на самообслуживание. Такая АКБ не нуждается в регулярном уходе, поэтому их часто используют на станциях, работающих удаленно от населенных пунктов или в тяжелых условиях. Из “минусов” – необходимость на месте установки обеспечить хорошую вентиляцию.

    Батареи с намазными пластинами тоже не требуют постоянного обслуживания, не нуждаются в вентиляции и способны долго отдавать накопленный ток. Однако есть и отрицательные моменты: высокая стоимость, короткий срок эксплуатации.

    Системы AGM является одним из лучших вариантов, так как они экономичны, компакты, имеют высокий уровень заряда, пятилетний срок работы, быстрое восполнение и способность выдерживать до восьмисот циклов перезаряда. Правда, неполный заряд устройство переносит плохо.

    Гелевые также обладают отличными характеристиками: устойчивость к разряду, автономная работа, невысокая стоимость и низкие потери энергии в процессе функционирования.

    Заливные аппараты требуют ежегодной проверки уровня электролита, зато имеют наибольшие показатели запасов энергии, устойчивости к зарядным циклам, однако их дороговизна оправдывается лишь на крупных электрических станциях.

    Автомобильные аккумуляторы тоже часто устанавливаются на самодельные установки, их главные преимущества состоят в экономичности и возможности работы при любом уровне заряда. Нередко применяются бывшие в употреблении аппараты, которые часто выходят из строя и требуют замены.

    Критерии выбора АКБ

    Определившись с видом, стоит разобраться и с необходимыми техническими параметрами, так как данные показатели сильно варьируются в зависимости от размеров и цены.

    Разобраться, как выбрать аккумулятор для солнечной батареи, будет легче, если при покупке обратить внимание на следующие моменты:

    • Емкость;
    • Время зарядки и разрядки;
    • Габариты, вес;
    • Необходимые условия (температурный режим, частота проверок, вентиляция);
    • Количество зарядных циклов;
    • Предположительность эксплуатационного периода.

    Поможет и обзор лучших аккумуляторов для солнечных батарей, точнее, надежных и проверенных производителей качественного оборудования, в числе которых “Bosh” (Германия), “Sonnenschein” (Германия), “Varta” (Германия), “Multu” (Турция), “Optima” (США), “C&D Technoloqies” (США), “Delta” (КНР), “Haza” (КНР), “APS” (Тайвань).

    Нюансы подключения и использования

    Перед тем, как подключить аккумулятор к солнечной панели, необходимо обеспечить все указанные выше условия эксплуатации, чтобы устройство функционировало в полную силу.

    Для увеличения выходной мощности и объемов накапливаемого тока, рекомендуется объединять несколько АКБ в единую группу по одной из схем:

    • Последовательно;
    • Параллельно;
    • Комбинировано.
    Читайте также:
    Что такое гибкие солнечные панели и где они используются

    Инструкция для подключения аккумулятора своими руками независимо от вида АКБ и типа объединения выглядит так:

    • От “минуса” солнечной батареи через трансивер к “минусу” АКБ.
    • От “плюса” батареи через миллиамперметр к “плюсу” накопителя.

    Качественный аккумулятор – залог полноценного функционирования всех солнечной электрической станции, поэтому при выборе данного устройства необходимо ориентироваться не только на цену, но и на указанные выше технические характеристики и имеющиеся условия эксплуатации на объекте.

    Главное, правильно рассчитать накапливаемый объем энергии, чтобы пустить в дело без потерь весь полученный от ультрафиолета ток.

    Как выбрать аккумуляторы для солнечных батарей

    Аккумуляторы для солнечных батарей – многофункциональные устройства, которые одновременно решают несколько задач. Существует большое количество разнотипных вариантов подобной техники, но чтобы приобрести подходящую АКБ, нужно знать правила выбора. Электрические параметры таких устройств – наиболее главные критерии. Их соотносят с условиями эксплуатации. Если АКБ подобраны правильно, система солнечных электростанций будет функционировать долго. При несоответствии параметров рабочим условиям постепенно снижается емкость устройства.

    Требования к аккумуляторам

    Если стоит задача приобрести АКБ, следует подготовиться к покупке. Для этого изучаются требования к аккумуляторным батареям:

    • прибор должен выдерживать достаточное количество циклов полной зарядки и разрядки;
    • следует подбирать малообслуживаемые или совсем необслуживаемые АКБ, т.к. в процессе их эксплуатации не всегда есть возможность производить регулярный осмотр и проверку работоспособности;
    • рекомендуется устанавливать только те модели аккумуляторов для солнечных батарей, которые характеризуются небольшим током самозаряда;
    • устойчивость к негативным внешним факторам, в частности, к высоким и низким значениям температур.

    Есть требования и к эксплуатации аккумуляторов. Например, глубокая разрядка и зарядка от солнечной батареи способствует сокращению срока службы АКБ.

    Большая установка АКБ для солнечной батареи

    Типы аккумуляторов

    Ассортимент подобных приборов широк. Они имеют разное устройство, что определяет принцип работы. Основной функцией аккумулятора является накопление полученной энергии. Когда это необходимо, данный узел отдает энергию. Подобные устройства могут функционировать в разных режимах:

    • накопление энергии в дневное время и дальнейшая отдача ее ночью или в моменты, когда система эксплуатируется на пике нагрузки;
    • увеличение функциональных возможностей осветительных приборов, когда на улице пасмурная погода, и солнечные панели не могут полноценно реализовывать свою прямую функцию.

    Стоит выбирать аккумулятор с учетом тонкостей его работы. Не всегда используется специальная АКБ. Некоторые умельцы задействуют для этой задачи автомобильный аккумулятор. По параметрам для заданных условий он должен быть наилучшим, лучше рассматривать варианты устройств, разработанных специально для солнечных батарей, т.к. они прослужат намного дольше.

    Гелевые

    АКБ данного типа отличаются от привычных аналогов тем, что содержат электролит в меньшем объеме. Кроме того, вещество отличается по структуре: характеризуется желе- или пастообразной консистенцией. С учетом данной особенности появилось и название – гелевые аккумуляторы. Они содержат стекловолоконные сепараторы – это прослойки, благодаря которым электролит не растекается.

    Применяются гелевые аккумуляторы для солнечных батарей, газовых котлов, мото- и квадроциклов, скутеров. Такие устройства можно использовать на протяжении длительного периода, что обусловлено возможностью многократной перезарядки (до 1000 циклов). Еще одним преимуществом является устойчивость к механическим деформациям. Мелкие дефекты корпуса не приводят к поломке аккумулятора.

    Рабочая температура подобной техники варьируется в широких пределах. Аккумуляторы гелевого типа используются даже при сильных морозах (до -50°С). При этом не происходит существенная потеря емкости АКБ. Во время хранения в отключенном состоянии такие приборы тоже сохраняют свойства, уровень емкости не снижается. Их можно устанавливать в разных положениях. Недостатки:

    • повышенная чувствительность к изменениям сетевого напряжения;
    • опасно заряжать АКБ до предельного уровня, в таких условиях устройство становится взрывоопасным;
    • аккумулятор не способен функционировать длительный период на морозе, рекомендуется его утеплять;
    • стоимость подобных устройств высока.

    Щелочные

    Щелочной аккумулятор
    К данной группе относится никель-металлогидридный аккумулятор. Долю положительного электрода составляют оксид бария и графит. Эти компоненты способствуют увеличению срока службы и повышению электропроводности активной массы. Щелочные аккумуляторы содержат сравнительно небольшой объем электролита. Это обусловлено тем, что в процессе электрохимических реакций и во время эксплуатации АКБ вещества, которые образуются при этом, не растворяются в массе электролита и не взаимодействуют друг с другом.

    Аккумуляторы данного типа требуют постоянного контроля: необходимо проверять уровень заряда и объем электролита. Перед тем как отправлять на хранение, такой прибор следует разрядить частично или же полностью. К преимуществам относят возможность использования аккумуляторов даже в условиях низких температур, причем на протяжении длительного периода. Кроме того, такие приборы характеризуются высокой нагрузочной способностью. Значит, мощность нагрузки при разряде может быть существенной, что обусловлено подачей большого тока.

    Заливные никель-кадмиевые

    Это разновидность щелочного аккумулятора. Заливными они называются из-за необходимости заполнения корпуса, содержащего электроды и сепаратор, электролитом. По принципу действия и свойствам подобные приборы сходны с ранее рассмотренным аналогом – никель-металлогидридной АКБ. Такая техника не является взрыво- и пожароопасной. По мере эксплуатации аккумулятора увеличивается влияние тока утечки между электродами на саморазряд устройства. Это приводит к уменьшению срока службы.

    Для поддержания АКБ в рабочем состоянии рекомендуется производить зарядку в диапазоне температур: +10…+30°С. Срок службы устройства сокращается, если регулярно производится глубокий подзаряд. К преимуществам подобных приборов относят существенное количество циклов разряда/заряда (1000). АКБ данного типа выдерживают нагрузки большой мощности. Кроме того, никель-кадмиевые аккумуляторы считаются самыми дешевыми из ряда аналогов.

    Это разновидность свинцово-кислотных АКБ. Свое название они получили благодаря наличию в конструкции впитывающего стекловидного материала. В частности, производитель заложил в устройство пористый стекловолоконный сепаратор, который пропитывает электролит, что позволяет сократить объем данного вещества. Жидкая кислота заполняет поры стекловидного материала. В результате снижается вероятность ее утечки. Благодаря данной особенности риск поломки аккумулятора при повреждении корпуса существенно уменьшается.

    Читайте также:
    Как выбрать садовые фонари на солнечных батареях - полный обзор

    Устройства этого вида не переносят воздействия высоких значений тока заряда. Еще на них плохо влияет перезаряд. При таких параметрах аккумуляторы AGM использовать нельзя. В результате нарушения условий зарядки АКБ могут вспучиться. К плюсам такой техники относят длительный период работы и устойчивость к воздействию вибраций. Однако по ряду параметров AGM уступают гелевым аналогам, которые также представляют группу свинцово-кислотных аккумуляторов. Перед покупкой следует учесть условия эксплуатации прибора, тогда будет проще сделать выбор.

    Свинцово-кислотные

    Традиционная конструкция подобных устройств: корпус выполнен из пластика, он разделен на отсеки, в которые заливается водный раствор серной кислоты (электролит). В данное вещество погружаются электроды (положительный, отрицательный). Материал, из которого они изготовлены, – свинец, содержащий добавки в виде сурьмы и мышьяка.

    Благодаря вспомогательным компонентам снижается интенсивность образования коррозии. Однако применение сурьмы негативно сказывается на параметрах АКБ. Так, ускоряется расход воды, растет показатель тока отдачи. Сегодня часто встречается усовершенствованная конструкция аккумуляторов данного вида. При этом вместо сурьмы используется кальций. В результате практически полностью пропала необходимость применения дистиллированной воды для эксплуатации АКБ. Недостатком конструкций с кальцием является короткий период службы в условиях частого глубокого разряда.

    Аккумуляторы OPzS

    Это представитель заливных аккумуляторов. Его особенностью является наличие пластин разной формы: положительный электрод представлен в виде трубки, отрицательный – сильнее уплощен. В конструкции есть прозрачные элементы, они выполнены из прочного материала стирол-акрилнитрила. Данная особенность позволяет контролировать уровень электролита.

    В конструкцию входят еще и фильтры, в основе которых лежат керамические материалы. Благодаря этому серная кислота исчезает менее интенсивно. Положительные качества аккумуляторов данного типа:

    • длительный период эксплуатации (20 лет);
    • применение пластин высокой прочности;
    • минимальный уровень обслуживания: есть необходимость в добавлении воды, что достаточно делать 1 раз в год;
    • большое количество циклов разряда/заряда – в пределах 1800;
    • низкий показатель саморазряда.

    Рекомендуется применять такие аккумуляторы для разрядов средней мощности. В таких условиях устройство будет работать наиболее эффективно.

    Литиевые

    Особенностью данных АКБ является узкий диапазон значений напряжений: от 3 до 4,1 В. Такие аккумуляторы эффективнее проявляют себя, если максимальный предел заряда составляет 45%. Если это условие не соблюдается, срок службы устройства снижается. В частности, при глубоком разряде или избыточном заряде емкость аккумулятора существенно уменьшается, и вскоре он перестает заряжаться.

    Средний срок службы литиевой батареи составляет 500 циклов разряда/заряда. Если интересует временной промежуток, то он существенно варьируется, т.к. зависит от особенностей эксплуатации подключенной техники. В конструкцию заложен контроллер, который позволяет правильно заряжать устройство. При этом предусматривается поэтапный процесс: при достижении некоторого значения напряжения происходит увеличение/уменьшение показателя силы тока.

    Главным недостатком такого аккумулятора является постоянная и существенная деградация (потеря емкости до 10% ежегодно). Даже правильная эксплуатация не поможет остановить данный процесс. Хранить литиевые аккумуляторы следует при температуре 0…+10°С. Если нет возможности обеспечить такие условия, рекомендуется снизить заряд до 30-50%.

    Основные критерии выбора АКБ

    Перед покупкой изучаются главные параметры. Причем важно не просто определить наиболее надежный мощный вариант, необходимо соотнести его характеристики с условиями эксплуатации. Главные параметры:

    1. Количество циклов разряда/заряда аккумулятором солнечной батареи. Данный показатель позволяет узнать, как долго будет эксплуатироваться АКБ.
    2. Скорость заряда.
    3. Емкость аккумулятора. Сначала определяют расчетное значение данного параметра. К нему следует добавить 35% на случай глубокого разряда прибора. Чтобы узнать значение требуемой емкости АКБ, проводится расчет солнечной батареи, при этом учитывают значение месячной инсоляции 1 м², КПД передачи электрического тока, номинальную мощность батареи, максимальную мощность инсоляции 1 м² поверхности земли.
    4. Габариты, масса. Эти параметры важны при выборе аккумуляторов для обеспечения питанием целых систем, в основе которых лежат солнечные батареи, т.к. в данном случае используется несколько АКБ, и необходимо выделить участок для их размещения.
    5. Схема подключения. Если планируется соединять несколько аккумуляторов, принимают во внимание возраст приборов, их емкость, напряжение. При различных схемах получают разные показатели общих параметров.
    6. Условия эксплуатации. Обращают внимание на средние значения температур в местности.
    7. Обслуживание. Рекомендуется приобретать устройства, которые не требуют регулярного осмотра и наладки функционирования, т.к. не всегда есть прямой доступ к аккумуляторам солнечных панелей.
    8. Величина саморазряда при простое.

    Для автономных систем

    В данном случае основной упор делают на соотношение параметров главных узлов солнечных энергосистем: контроллер, аккумулятор, преобразователь, фотоэлектрические панели. Изучаются устройство, схема подключения и параметры всех приборов. С учетом этой информации выбирают АКБ, которая будет обеспечивать питанием объекта без простоев и потерь.

    Обзор моделей

    Примером служат распространенные варианты аккумуляторов разных типов:

    1. Delta GX 12-12 – гелевый прибор. Его главные параметры: емкость – 12 А*ч, напряжение – 12 В, средний период эксплуатации – 10 лет.
    2. MNB ММ 200-12. Емкость батареи – 200 А*ч, напряжение – 12 В. Это аккумулятор типа AGM. Средний период эксплуатации – 12 лет.
    3. Литий-ионный АКБ LT-LYP200. Емкость – 200 А*ч, номинальное напряжение – 3,2 В.

    к содержанию ↑

    Обзор цен

    Стоимость формируется на основании ряда параметров: емкость АКБ, напряжение, количество циклов разряда/заряда, величина саморазряда и др. Чем дольше прибор будет находиться в эксплуатации, тем дороже он обойдется. Например, гелевые аккумуляторы емкостью 12 А*ч предлагаются по цене 2000 руб. Вариант типа AGM емкостью 200 А*ч стоит намного дороже – 24000 руб.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: