Batterier for solcellepaneler: oversikt over typer egnede batterier og deres funksjoner

Alternative energisystemer brukes i økende grad for å forsyne boligbygg med strøm.Siden modusene for produksjon og forbruk av elektrisitet er forskjellige, er det nødvendig å sikre akkumulering for påfølgende produksjon. Er du enig?

For å bruke energi i den tidsperioden eier krever, inngår batterier til solcellepanel i ordningen. Vi vil fortelle deg hvordan du riktig velger enheter designet for å fungere i lade- og utladingssykluser. Våre anbefalinger vil hjelpe deg å velge den optimale modellen.

Batterier i et husholdnings solenergisystem

Å forstå metodene og nyansene ved bruk av batterier når du gir et anlegg med strøm fra solcellepaneler, vil tillate deg å gjøre det riktige valget av enheter og sikre maksimal systemeffektivitet.

For å gjøre et informert kjøp, må du grundig forstå metodene for å lage en batterigruppe (blokk) og reglene for å beregne hovedegenskapene.

Metode for å kombinere enheter til en enkelt matrise

Bolig- og industriapplikasjoner bruker elektriske belastninger som overstiger kapasiteten til et enkelt batteri. Hvis solenergisystemet er designet for et stort antall elektriske apparater, er det nødvendig å lage en rekke oppladbare batterier etter eksemplet med en slik kombinasjon solcellepaneler.

Koble batterier til en enkelt elektrisk lagringsgruppe kan gjøres på parallelle, serielle eller blandede måter. Valget avhenger av nødvendig utgangseffekt og spenning.

Avhengig av hvordan batteriene er koblet til hverandre, kan du oppnå forskjellige utgangsspenningsverdier, men du bør ikke lage veldig komplekse kretser for å unngå dannelse av utjevningsstrøm mellom enheter i arrayet

Batterier plasseres i et hus eller en annen bygning for å sikre at omgivelsestemperaturen er i området 10 til 25 grader Celsius over null og for å hindre at vann kommer inn i dem. Dette forlenger levetiden til enhetene betydelig og reduserer energitap.

Moderne teknologier for produksjon av oppladbare batterier beregnet for plassering i boligbygg sørger for økte miljøsikkerhetstiltak. Derfor er det ikke nødvendig å ta noen spesielle tiltak for intensiv ventilasjon av rommet. De bør imidlertid ikke plasseres i stuer.

Siden batterier har betydelig vekt (en 12 Volt og 200 Ah enhet veier ca. 70 kg), må de plasseres på gulvet eller på sterke og sikkert festede stativer.

Det er nødvendig å forhindre muligheten for at batterier faller fra en høyde, siden de i dette tilfellet vil mislykkes, og systemer med flytende elektrolytt er også farlige for menneskers helse hvis de blir trykkavlastet.

Når lengden på strømkabelen øker, øker den elektriske motstanden, noe som fører til en reduksjon i systemeffektiviteten. Derfor praktiseres det å plassere batterier tett inntil hverandre for å minimere den totale lengden på ledningene.

Batteristativet må tåle mye vekt. Så en blokk med åtte 200-ampere batterier veier mer enn et halvt tonn

Funksjoner av systemet fungerer

Med parallell og kombinert serie-parallell tilkobling av batterier til en enkelt array, kan enheter bli ubalanserte når det gjelder ladenivå. Dette fører til det faktum at enheten ikke vil fungere i full syklus, noe som betyr at ressursen vil bli oppbrukt raskere.

Systemet for å generere strøm fra solen er alltid utstyrt kontrolleren, som styrer batteriladingen. I tilfelle av å lage en rekke batterier, er det i tillegg nødvendig å installere ladningsutjevningshoppere.

For å unngå problemer med ujevn lading og utlading av batterier kombinert i en enkelt gruppe, er det nødvendig å bruke enheter av samme modell, eller enda bedre, fra samme batch. Denne regelen er relevant ikke bare for solenergisystemer.

Nå kan nesten alle boliger utstyres med apparater som opererer på et 12 eller 24 volts nettverk, inkludert kjøleskap, fjernsyn, etc. Imidlertid gir ledninger med slik spenning i hele huset ikke mening, siden strømstyrken vil være veldig høy.

Dette betyr at når du implementerer en slik idé, kreves det en dyr kabel med et stort tverrsnitt av kjerner og tap fra elektrisk motstand vil være høye.

For nesten alle husholdningsapparater er det modeller som opererer på et 12-volts DC-nettverk. Hvis den elektriske kabelføringen ikke er for lang, kan et lavspenningssystem brukes

Derfor installerer de i umiddelbar nærhet av batterier inverter – en enhet for konvertering av elektrisk spenning.

I tillegg kan den faktiske utgangsspenningen fra batteripakken avvike noe fra den oppgitte spenningen. Så fulladede er populære å bruke i ordning med solcellepaneler gelbatterier produserer en spenning på 13-13,5 volt, så omformeren fungerer som en stabilisator.

Beregning av nødvendig batterikapasitet

Kapasiteten til batteriene beregnes basert på forventet periode med autonom drift uten opplading og det totale strømforbruket til elektriske apparater.

Den gjennomsnittlige effekten til et elektrisk apparat over et tidsintervall kan beregnes som følger:

P = P₁ *(T₁ /T₂),

Hvor:

• P₁ – nominell effekt til enheten;
• T₁ - driftstid for enheten;
• T₂ – total estimert tid.

Nesten over hele Russlands territorium er det lange perioder når solcellepaneler vil ikke fungere på grunn av dårlig vær.

Det er ikke kostnadseffektivt å installere store serier med batterier for å fullade dem bare noen få ganger i året. Derfor må valget av tidsintervallet som enhetene kun vil fungere ved utlading nærme seg basert på gjennomsnittlig statistisk verdi.

Mengden energi som genereres av solcellepaneler avhenger av tettheten til skyene. Hvis overskyet vær ikke er uvanlig i regionen, må mangelen på innkommende strøm tas i betraktning når du beregner volumet på batteripakken

Hvis du planlegger å bruke den akkumulerte energien i løpet av dagen, for eksempel i solvarme, da er det bedre å ta hensyn til et litt større intervall, for eksempel 30 timer.

I tilfelle en lang periode hvor det ikke er mulig å bruke solcellepaneler, er det nødvendig å bruke et annet system for å generere strøm, basert for eksempel på en diesel- eller gassgenerator.

Et 100 % ladet batteri kan produsere strøm før det er helt utladet, noe som kan beregnes ved hjelp av formelen:

P = U x I

Hvor:

• U – spenning;
• I – nåværende styrke.

Så ett batteri med en spenning på 12 volt og en strøm på 200 ampere kan generere 2400 watt (2,4 kW). For å beregne den totale effekten til flere batterier, må du legge sammen verdiene som er oppnådd for hvert av dem.

Det er batterier med høy effekt på salg, men de er dyre. Noen ganger er det mye billigere å kjøpe flere vanlige enheter komplett med tilkoblingskabler

Resultatet som oppnås må multipliseres med flere reduserende faktorer:

• Inverter effektivitet. Med riktig tilpasning av spenning og effekt ved inngangen til omformeren, vil en maksimal verdi på 0,92 til 0,96 oppnås.
• Effektivitet av strømkabler. Minimering av lengden på ledningene som forbinder batteriene og avstanden til omformeren er nødvendig for å redusere elektrisk motstand. I praksis er verdien på indikatoren fra 0,98 til 0,99.
• Minimum tillatt batteriutladning. For ethvert batteri er det en nedre ladegrense, utover hvilken levetiden til enheten reduseres betydelig. Vanligvis setter kontroller den minste ladeverdien til 15 %, så koeffisienten er omtrent 0,85.
• Maksimalt tillatt tap av kapasitet før batteribytte. Over tid eldes enheter og deres indre motstand øker, noe som fører til en irreversibel reduksjon i kapasiteten. Det er ulønnsomt å bruke enheter hvis gjenværende kapasitet er mindre enn 70%, så verdien av indikatoren bør tas som 0,7.

I motsetning til hva mange tror, ​​bør batterieffektivitet - forholdet mellom mottatt og levert strøm - ikke inkluderes i beregningen. Batterikapasiteten som er angitt i den tekniske dokumentasjonen tar hensyn til mulig returvolum.

Som et resultat vil verdien av integralkoeffisienten ved beregning av nødvendig kapasitet for nye batterier være omtrent 0,8, og for gamle, før de avskrives, vil den være 0,55.

For å forsyne et hjem med strøm i løpet av en lade-utladingssyklus på 1 dag, kreves det 12 batterier. Når en blokk med 6 enheter jobber for utlading, vil den andre blokken lades

Maksimalt tillatte strømmer

For hvert batteri spesifiserer den tekniske dokumentasjonen maksimal tillatt ladestrøm. Overskridelse av denne verdien fører til overoppheting av enheten, en skarp og irreversibel reduksjon i ytelsen.

Derfor, når du velger batterier til batterisystemmontering du må sørge for at de kan håndtere elektrisiteten som genereres av solcellepanelene.

En annen viktig indikator er den tillatte utladningsstrømmen:

• Standard utladningsstrøm, verdien som (eller en mindre verdi) batteriet er designet for å fungere med. Driften av alt elektrisk utstyr koblet til systemet må sikres med denne indikatoren.
• Den maksimale utladningsstrømmen som enheten kan gi i kort tid under toppbelastninger. Slike belastninger kan oppstå når noe utstyr er slått på, for eksempel de som inneholder kjøleskap eller luftkondisjoneringskompressorer.

Overskridelse av den første indikatoren i lang tid eller den andre i kort tid fører til for tidlig slitasje på batteriet. Ettersom enhetene eldes, reduseres disse tallene med 20-30 %, noe som også må tas i betraktning.

Enhetsfunksjoner og hovedparametere

Bilbatterier er ikke laget for å håndtere mange lade- og utladingssykluser. For alternativ energi og reserveenergi brukes enheter av en annen type. Siden kostnadene deres er høye, er det nødvendig å studere alle parameterne nøye før du kjøper.

Driftsmodusene til et batteri i en bil og i et alternativt energisystem er så forskjellige at formålet er indikert selv på selve enheten

Typer som brukes til alternativ energi

Nesten alle batterier som brukes i alternativ energi og installert i bygninger er av den vedlikeholdsfrie typen. Brukeren er ikke i stand til å utføre fysiske operasjoner med dem som påvirker deres struktur.

Dette gjøres for å minimere risikoen for fysisk eller kjemisk eksponering av batterier for mennesker, luften og deres omgivelser. Derfor er det ikke behov for en detaljert studie av strukturen og fysiske og kjemiske nyanser ved driften av forskjellige typer batterier. Mer oppmerksomhet bør rettes mot forskjellene i de grunnleggende tekniske egenskapene til enhetene.

OPzS-batterier er utformet som enkle blysyre-enheter. Endringen i formen på den positive platen tillater et betydelig høyere antall lade- og utladingssykluser enn bilekvivalenter.

Ulempen er tilstedeværelsen av flytende elektrolytt, som kan være farlig hvis de trykkavlastes. Gjennomsnittlig pris nisje.

Alkaliske (nikkel) batterier brukes sjelden på grunn av deres ufølsomhet for lav strøm under lading og behovet for å gå gjennom en hel syklus fra ladet til utladet tilstand. Ellers vil batterikapasiteten reduseres.

Dessuten har disse enhetene større vekt og dimensjoner sammenlignet med konkurrenter med samme kapasitet. Farlig ved trykkavlastning. Lavpris nisje.

Trykkavlastning av batteriet er mulig på grunn av en intern defekt, overdreven ladestrøm, fall fra høyde eller drift under uegnede forhold. De største problemene i dette tilfellet vil bli skapt av enheter som inneholder væsker som er farlige på grunn av fordampning.

I AGM-batterier er elektrolytten bundet i en glassfiberstruktur. De kan lades med lav strøm.De er praktisk talt trygge og har en gjennomsnittlig prisnisje blant konkurrentene.

I GE (gel)-batterier tilsettes silisiumoksid til elektrolytten, noe som resulterer i en gel-lignende tilstand. Enhetene har høy grad av sikkerhet og god ytelse. Høy pris nisje.

Batterier for alternativ energi selges ikke i bilbutikker. Du kan kjøpe dem fra selskaper som selger solcellepaneler, vindkraftverk eller via Internett.

Litiumbaserte batterier (for eksempel litiumjernfosfatmodeller) har svært god ytelse, er kompakte, har betydelig mindre vekt og er praktisk talt trygge. Imidlertid er kostnadene deres betydelig høyere enn for konkurrerende typer enheter, til og med gel.

Sett fra forholdet mellom pris og tekniske egenskaper er gel- og litiumbatterier de mest attraktive. Men engangsinvesteringen i dem er ganske stor, så andre typer enheter er også utbredt i batterimarkedet for alternativ energi.

Følgende batterimerker er etterspurt på hjemmemarkedet:

De presenterte batteriene er preget av utmerkede ytelsesegenskaper og en overkommelig pris.

Velge en batterimodell

Hovedparametrene for solenergibatterier som du må være oppmerksom på når du kjøper er følgende:

• spenning og kapasitet som bestemmer batterikraften;
• dybde av sikker maksimal utladning, avhengig av hvilken batteriet kan fungere innenfor tidsgrensene angitt av produsenten;
• garantert antall lade- og utladningssykluser underlagt alle tekniske forhold;
• selvutladingsverdi, som karakteriserer intensiteten av elektrisitetstap i et ladet batteri under inaktiv tid;
• maksimal ladestrøm, som bestemmer mengden elektrisitet per tidsenhet som batteriet kan akseptere uten å kompromittere videre drift;
• standard utladningsstrøm, som bestemmer mengden elektrisitet per tidsenhet som batteriet er i stand til å levere i lang tid uten å kompromittere videre drift;
• maksimal utladningsstrøm, som bestemmer mengden elektrisitet per tidsenhet som batteriet er i stand til å levere i kort tid uten å kompromittere videre drift;
• optimal temperatur for enhetens drift;
• størrelse og vekt på batteriet, kunnskap om hvilke er nødvendig for å velge plassering og installasjonsmetode.

Alle disse parameterne er beskrevet i teknisk dokumentasjon, som er lagt ut elektronisk på nettsiden til alle større produsenter.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Gjennomgang av nyansene ved funksjon av forskjellige typer batterier for solcellesystemer:

Sammenligning av forskjellige typer startbatterier. Fordeler og ulemper for alternativ energi:

Erfaring med bruk av litium (LiFePo4) batterier. En ekte blokk med bilutstyr, nyansene i driften:

Riktig valg av batterier i henhold til deres parametere vil sikre pålitelig drift av det alternative energisystemet.Det er ikke nødvendig å spare for mye på en strømlagringsenhet - den første oppstartsinvesteringen vil bli tjent inn ved uavbrutt drift av systemet i flere år fremover.

Legg igjen kommentarer i blokken nedenfor, still spørsmål, legg ut bilder om emnet for artikkelen. Fortell oss om hvordan du valgte batterier for din landlige minikraftstasjon fra solcellepaneler. Del informasjon som vil være nyttig for besøkende på nettstedet.