Солнечная батарея аккумулятор

Наверняка вам известно, что Европа и США массово переходят на возобновляемые источники энергии. Это значит, что они строят множество ветряных и солнечных электростанций. И если «ветряк» может быть только огромным, то солнечную батарею можно адаптировать под какое-нибудь компактное устройство. Поэтому не стоит удивляться тому, что Power Bank на солнечных батареях — это распространенное явление. Что может быть логичнее зарядки внешнего аккумулятора солнечными лучами? В этой подборке мы познакомим вас с лучшими пауэрбанками такого рода.

Solar Charger 20000

 

• Емкость: 20 000 мАч
• Количество USB-разъемов: 2

Цена: от 790 руб.

Бюджетная модель с очень внушительным запасом энергии рассчитана на зарядку двух устройств одновременно. В силу невысокой цены АКБ получил скромные USB порты, чья максимальная сила тока составляет 2 А, но при этом емкости хватит на несколько гаджетов и даже если солнце скроется можно не волноваться, что аккумулятор окажется бесполезным.

Данный Power Bank небольшой по размерам и достаточно скромно весит – 200 грамм. У него есть влагозащита, корпус выполнен из пластика. Для удобства ношения предусмотрен карабин – аксессуар можно повесить на рюкзак, чтобы он не занимал место внутри. В комплекте есть переходник на microUSB. Зарядка аккумулятора может осуществляться, как он солнца, так и от розетки или USB порта ноутбука. На корпусе предусмотрена LED индикация состояния батареи, а также есть фонарик.

Достоинства:

Недостатки:

SITITEK Sun-Battery SC-09

• Емкость: 5 000 мАч
• Количество USB-разъемов: 1

Цена: от 1 990 руб.

Устройство с внушительной ценой не может похвастаться очень большим запасом емкости, но в данном случае главное преимущество – большое количество переходников в комплекте – Apple Lightning, Apple 30 Pin, microUSB, miniUSB. Оказавшись в походе с разными девайсами можно не волноваться о том, что нужного кабеля не окажется под рукой – зарядить можно все – от навигатора и старой Нокии с выходом под тонкий штекер до айфона 4го поколения. Модель получила один USB выход с силой тока – 2 А. Размеры достаточно скромные, поэтому носить аккумулятор с собой не составит труда. Корпус выполнен из пластика, есть индикация зарядки.

Достоинства:

Недостатки:

Qumo PowerAid Camper 4000

• Емкость: 4 000 мАч
• Количество USB-разъемов: 2

Цена: от 2 300 руб.

Модель выпущена в рамках туристической серии, что объясняет ее внешний вид. Достаточно широкая солнечная панель выполнена таким образом, что ее можно закрепить на рюкзаке и продолжать путешествие не прекращая зарядку. При прямых солнечных лучах устройство восполняет 900 мАч, батарея же имеет запас 4000 мАч и спасет в той ситуации, когда солнце спряталось. Максимальная сила тока – 2,1 А. На корпусе есть индикация заряда и фонарик. Корпус выполнен из пластика и ткани. Модель безопасна для подключаемых гаджетов, так как в ней предусмотрена защита от замыкания, перегрева, высокой силы тока или напряжения. Помимо этого, аксессуар способен понять, что подключенное устройство набрало емкость и самостоятельно прекращает его зарядку.

Достоинства:

Недостатки:

KS-IS KS-303

• Емкость: 20 000 мАч
• Количество USB-разъемов: 2

Цена: от 3 300 руб.

Этот внешний аккумулятор на солнечной батарее создавался для обладателей огромного числа гаджетов. Также он должен понравиться тем, кто имеет в своём распоряжении планшет или огромный фаблет. Дело в том, что ёмкости данного аккумулятора хватит для любого устройства. Однако не надейтесь полностью его зарядить от солнечных лучей — для этого вам не хватит и целых суток.

Изделие располагает двумя разъемами для зарядки. Один из них выдает ток стандартной силы. А вот второй способен порадовать током, сила которого повышена до 2,4 А. Влагозащищенный корпус тоже играет в плюс — устройство не повредит внезапный дождик. Но из-за него вес аксессуара увеличился до 377 граммов — это нужно иметь в виду.

Достоинства

Недостатки

ROBITON Power Bank LP-24-Solar

• Емкость: 24 000 мАч
• Количество USB-разъемов: 3

Цена: от 3 500 руб.

Достойный представитель внешних аккумуляторов с солнечной батареей Robiton Power Bank LP-24-Solar является самым практичным в рейтинге. Модель имеет высокую емкость, которой хватит даже для зарядки ноутбука (такая возможность здесь предусмотрена) и набирается она с 0 до 100% за 5 часов. Power Bank получил 3 выхода – 2 USB (2,4 А) и Type-C (3 А). Помимо этого, устройство поддерживает технологию Quick Charge 3, имеет защиту от перегрузки, перегрева, замыкания. Предусмотрен фонарик и LED индикация емкости батареи. Корпус выполнен из пластика, есть влагозащита. Рабочие температуры – от 0 до 40 градусов. В комплекте есть карабин для ношения на рюкзаке или поясе, а также переходники с USB на microUSB и USB-C.

Достоинства:

Недостатки:

Заключение

Теперь вы знаете, на какие внешние аккумуляторы с солнечной батареей стоит обращать внимание. Любой из представленных гаджетов должен удовлетворить ваши потребности. Но не забывайте, что солнечная батарея этих аксессуаров обладает небольшой площадью, в связи с чем она заряжает аккумулятор крайне медленно. Впрочем, уже сейчас стали появляться модели способные достаточно быстро набрать большую емкость. В будущем их вероятно станет больше, а ценник уменьшится.

Источник: setphone.ru

Свинцово-кислотные аккумуляторы глубокого разряда являются популярным выбором для солнечных установок, потому что они могут снабжать потребителей энергией в то время, когда солнечной энергии недостаточно. Также, аккумуляторы питают нагрузку в резервных системах электроснабжения при перебоях в централизованном электроснабжении. 

Наиболее популярны герметизированные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (ГСКАБ), потому что они не требуют обслуживания и не выделяют при своей работе взрывоопасные газы, в отличие от аккумуляторов ГСКАБ имеют специальные клапаны, в которых выделяющиеся газы рекуперируются обратно в воду и возвращаются в электролит. Но, как и в любом другом изделии, «не все йогурты аккумуляторы одинаково полезны».

Так как очень часто солнечные автономные энергосистемы работают в труднодоступных районах, где обслуживание оборудования затруднено, преимущества необслуживаемых герметизированных аккумуляторов особенно заметны. Как известно, аккумуляторы с жидким электролитом требуют постоянного контроля плотности электролита и добавления дистиллированной воды при необходимости. У AGM и гелевых аккумуляторов нет протечек электролита и связанных с этим коррозией терминалов аккумулятора. 

Нас часто спрашивают, чем отличаются наши аккумуляторы глубокого разряда Prosolar D  (AGM) и DG (гелевые) от других AGM и гелевых аккумуляторов других производителей, представленных на рынке (например, Leoch, Delta, Haze, Challenger, Vlota, Vostok и т.п. — имя названиям сегодня на российском рынке — легион). Ведь у них такое же напряжение, почти такие же разрядные и зарядные характеристики. Почему мы так привержены нашим аккумуляторам Prosolar и вот у же в течение 10 лет в первую очередь рекомендуем именно их для систем автономного и резервного электроснабжения (особенно солнечных)?

Все дело в специальных технологиях, которые применяются при изготовлении этих аккумуляторов.  Большинство AGM аккумуляторов предназначены для работы в буферных режимах совместно с бесперебойниками. Они не рассчитаны на ежедневные глубокие разряд и заряд. Аккумуляторы Prosolar серий D (что означает deep cycle) специально спроектированы для того, чтобы ежедневно заряжаться и разряжаться, они также лучше, чем другие ГСКАБ переносят нахождение с состоянии неполного заряда, которые часто имеет место в солнечных энергосистемах. В аккумуляторах Prosolar применена специальная формула пасты, пластины электродов толще, а полимерный корпус более крепкий и долговечный. В аккумуляторах имеются гасители пламени для каждого элемента для увеличения безопасности. Более высокая компрессия между электродами обеспечивает улучшенный контакт между электродами, стекловолоконным матом и электролитом, что также увеличивает надежность и эффективность аккумуляторов.  Благодаря этому в аккумуляторов нет расслоения электролита по плотности — а именно при таком расслоении активно формируются кристаллы сульфатов на пластинах аккумуляторов.  Сульфатация резко снижает срок службы аккумуляторов и их полезную емкость. 

В аккумуляторах Prosolar применяется специальный гель с нанодобавками патентованной формулы. Примененные в этих аккумуляторах технологии позволяют избежать существенного падения емкости в течение срока службы, и увеличить количество заряд-разрядных циклов.

В течение 10 лет, которые мы поставляем аккумуляторы Prosolar на российском рынке, мы убедились в их надежности и преимуществами над аккумуляторами других производителей и марок. Они полностью соответствуют заявленным параметрам и отрабатывают свои циклы заряда-разряда. Другие аккумуляторы, представленные на российском рынке предназначены для буферных режимов эксплуатации и в режимах автономной солнечной энергосистемы очень быстро теряют емкость. Их, в отличие, от аккумуляторов глубокого циклирования, нельзя вообще оставлять в разряженном состоянии. Хотя любые свинцово-кислотные аккумуляторы не рекомендуется оставлять в разряженном состоянии и для получения заявленного производителями срока службы нужно как можно быстрее заряжать, они по разному восстанавливаются после паузы в заряде. Аккумуляторы Prosolar хорошо восстанавливаются даже если были в разряженном состоянии несколько дней. Другие аккумуляторы — для буферных режимов и особенно стартерные автомобильные — практически сразу необратимо теряют емкость и срок службы.

Мы тщательно изучаем рынок свинцово-кислотных аккумуляторов и сравниваем различные аккумуляторы с точки зрения применимости в солнечных автономных системах электроснабжения. По стойкости в тяжелых цикличных режимах эксплуатации аккумуляторам Prosolar трудно найти конкурентов.  

Только недавно мы нашли аналогичные по характеристикам аккумуляторы корейского производства — Newmaxbattery серии SG (solar gel). Эти аккумуляторы изготовлены по гибридной технологии и в них пластины электродов разделены стекловолоконным матом, заполненным специальным, более жидким чем в чисто гелевых аккумуляторах, силикагелевым электролитом. Эти аккумуляторы сочетают в себе преимущества как гелевых, так и AGM аккумуляторов. 

Более того, по нашей просьбе производитель провел специальные тесты в холодильной камере, чтобы испытать аккумуляторы при низкой температуре. Мы знаем, насколько важно обеспечить работоспособность аккумуляторов суровыми российскими зимами, когда температура аккумуляторов падает существенно ниже 0С.

Чем опасны низкие температуры для аккумуляторов?

Почему низкие температуры представляют опасность для аккумуляторов? Ведь производители заявляют, что их аккумуляторы могут храниться при температурах до -40С.  Дело в том, что практически все аккумуляторы — как свинцово-кислотные, так и литий-ионные, не принимают заряд при низких температурах. 

Отсутствие заряда ведет к снижению плотности электролита, и он начинает  замерзать и кристаллизоваться. Кристаллы расширяют электролит и даже могут разорвать корпус аккумулятора. Это особенно часто происходит с чисто гелевыми аккумуляторами. У AGM аккумуляторов стекловолоконный мат играет роль своеобразного буфера, которые принимает на себя расширение электролита и не позволяет разрушить корпус аккумулятора.

У литиевых аккумуляторов есть такая же проблема — они не могут заряжаться при отрицательных температурах. 

Поэтому перед зарядом аккумуляторы нужно отогреть. Также, очень важно, насколько быстро происходит кристаллизация электролита в аккумуляторе. Если аккумулятор находится в теплоизолированном корпусе, то при достаточном токе заряда он может отогреться током заряда и затем начать принимать заряд. К сожалению, в солнечных энергосистемах зимой солнечные батареи не могут обеспечить достаточного тока заряда в течение длительного времени для того, чтобы разогреть этим током аккумуляторную батарею. Солнце зимой светит недолго, и времени заряда от солнечных батарей не хватает для восстановления емкости аккумуляторов. Ведь известно, что для полного заряда свинцово-кислотного аккумулятора требуется как минимум 7 часов — зимой нет такой продолжительности солнечного сияния.
этому очень важно иметь возможность периодически подзаряжать АБ от другого источника энергии, — например, генератора. Если такой возможности нет, то систему нужно проектировать таким образом, чтобы аккумуляторная батарея не разряжалась более, чем на 20-30% в течение нескольких дней без солнца (обычно от 3 до 10 дней), а солнечную батарею устанавливать такой мощности, чтобы она могла дозарядить аккумуляторы в течение нескольких часов солнечного сияния. Такие расчеты требуют глубоких знаний и опыта проектировщика, и очень редко кто может сделать эти расчеты правильно (мы можем ?  ). 

Поэтому при создании круглогодичной системы электроснабжения с солнечными батареями очень важен комплексный подход, который объединяет:

1. правильное проектирование, т.е. определение состава системы электроснабжения и параметров ее комплектующих (емкости аккумуляторов, мощности солнечных батарей, типа и модели солнечного контроллера и других элементов системы)
2. правильный выбор моделей аккумуляторов и их типа. Как мы показали выше, не все аккумуляторы одинаковы, даже если они одного типа, напряжения и емкости.
3. Правильная установка солнечных батарей, электроники и аккумуляторов. Аккумуляторы должны заряжаться полностью, даже при низких температурах. Электронные элементы (контроллеры и инверторы) не должны работать в условиях конденсации влаги. Солнечные батареи нужно не просто закрепить на крыше, но и обеспечить их самоочищение от снега.

Наша компания имеет 15-летний опыт проектирования и установки солнечных энергосистем. Обратитесь к нашим специалистам, для того, чтобы не пожалеть о бесполезно потраченных на оборудование деньгах, или, еще хуже, чтобы не понести потери от того, что ваша ответственная нагрузка не получила гарантированное электропитание в нужных момент. 

 

 

Эта статья прочитана 3130 раз(а)!

Источник: www.solarhome.ru

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. Поэтому необходимо знать о способах создания аккумуляторного массива (блока) и правила 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Оставляйте, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, задавайте вопросы, публикуйте фото по теме статьи. Расскажите нам о том, как выбирали аккумуляторы для дачной мини-электростанции из солнечных батарей. Делитесь информацией, которая будет полезна посетителям сайта.

Источник: sovet-ingenera.com

Особенности работы аккумуляторов в гелиосистемах

Основные задачи АКБ в гелиосистемах можно обозначить так:

• Накопление энергии в дневное время и использование её ночью;
• Поддержание питания потребителей в моменты пиковой нагрузки, когда фотоэлементы не справляются;
• Возмещение недостатка питания от солнечной батареи в пасмурную погоду.

Часто в гелиосистемах работает больше одного аккумулятора. Несколько аккумуляторов объединяются в цепь либо для увеличения ёмкости, либо для увеличения напряжения. А в некоторых случаях для достижения обеих этих целей. Поэтому используются 3 различных схемы объединения аккумуляторов:

• Последовательно. В такой схеме суммарная ёмкость будет равна значению для одного аккумулятора. Ёмкость должна быть одинаковой у всех батарей в цепи. Напряжение этой системы будет вычисляться как сумма напряжений всех аккумуляторов;
• Параллельно. В такой схеме напряжение остаётся, как у одного аккумулятора, а ёмкости суммируются;
• Комбинированно. Использует две предыдущих схемы.

При объединении аккумуляторов в цепь, помните, что объединять нужно только аккумуляторы одного типа (щелочные, свинцово-кислотные и т. п.), одной ёмкости, возраста, напряжения. Ещё лучше, если они будут одного производителя. В случае если аккумуляторов много, то они должны быть установлены на стеллажах.

Стоит сказать, что последовательное и последовательно-параллельное соединение часто вызывает разбалансировку в работе аккумуляторов. При этом суммарное напряжение соответствует расчётной величине цепочки батарей, а для каждой из АКБ они отличаются. В результате некоторые аккумуляторы перезаряжаются, а другие недозаряжаются. В результате сокращается срок их службы. Для устранения этого негативного эффекта рекомендуется применять контроллеры заряда для балансировки. А также полезно ежегодно проверять ёмкость каждой батареи путём заряда-разряда.

Если делается последовательно-параллельное соединение, то следует установить перемычки в промежуточных точках для самовыравнивания. Чтобы происходило равномерное снятие мощности с батареи, положительный вывод подключайте с соседней АКБ, а минус с той, что по диагонали. В этом случае разбалансировка работы аккумуляторов будет значительно меньше.

Итак, какие основные требования предъявляются к аккумуляторам, работающим в составе гелиостанций.

• Должны выдерживать как можно большее число зарядов и разрядов;
• Должны заряжаться большим зарядным током;
• Низкий саморазряд;
• Простые в обслуживании;
• Работают в широком диапазоне рабочих температур.

В продаже сегодня можно встретить аккумуляторы, специально разработанные для солнечных батарей. Производители таких устройств заявляют, что их продукты соответствуют перечисленным требованиям, особенно к постоянным циклическим нагрузкам. Это основное требование для работы с солнечными батареями, которые выдают электрическую энергию непостоянно.

Вернуться к содержанию
 

Что учесть при выборе?

Теперь, давайте, выделим основные требования к АКБ, работающим в составе гелиосистем.

• Скорость заряда и разряда. Номинальная ёмкость аккумуляторной батареи, которую указывает производитель на своих изделиях, может не соответствовать времени зарядки АКБ в реальных условиях эксплуатации. Так, время при разряде в десяти и двадцати часовом режимах, это разные величины при одной и той же номинальной ёмкости батареи;
• Ёмкость. Является одной ключевых характеристик АКБ для солнечной системы. Величина ёмкости подбирается в зависимости от закладываемого энергопотребления из расчёта того, что батарея должна обеспечивать питанием потребителей в течение 4 часов. Помимо этого, не забудьте, что к расчётной величине следует прибавить 35 процентов от неё. Такой запас прочности нужен для того, чтобы при эксплуатации не произошёл глубокий разряд аккумулятора;
• Размеры и масса. Различные типы аккумуляторов при одинаковой ёмкости могут иметь различную массу. Если говорить в общем случае, то ёмкость батареи увеличивается пропорциональной массе. Это объясняется тем, что прибавка ёмкости достигается увеличением количества пластин;
• Условия эксплуатации. При покупке нужно выяснить интервал рабочих температур, а также необходимость периодического обслуживания и его периодичность;
• Срок эксплуатации (число циклов заряд-разряд). На будущее запомните, что чем меньше степень разряда батареи при работе, тем дольше он прослужит. Это правило справедливо не только для солнечных систем, но в других устройствах.

При расчёте солнечной системы нужно помнить, что в аккумуляторах при сохранении и отдаче энергии, её часть безвозвратно теряется. Эффективность аккумуляторных батарей для солнечных систем находится на уровне 90%.
Вернуться к содержанию
 

Различные виды аккумуляторов для солнечных батарей

Автомобильные стартерные батареи (WET)

Многие в составе небольших солнечных систем используют обычные аккумуляторы для автомобиля. Это уменьшает конечную стоимость системы и, в принципе, нет ничего смертельного в их использовании. Другое дело, что такие АКБ придётся менять чаще. Автомобильные батареи предназначены для отдачи большого тока за короткий интервал времени. А затем должен следовать заряд. А в солнечной системе они разряжаются малым током длительное время. Причём разряд может быть глубокий. Такой режим работы для них губителен и они быстро теряют свою ёмкость и работоспособность.

Если всё же будете использовать автомобильный свинцово-кислотный аккумулятор, то устанавливайте их в подсобных помещениях. Дело в том, что при излишней зарядке (при увеличении напряжения на клеммах более 14,4 вольта) электролит в банках «кипит». Это проходит гидролиз воды с выделением кислорода и водорода на разных электродах. Поэтому помещение с аккумуляторами должно иметь хорошую вентиляцию, чтобы пары не накапливались.

Вернуться к содержанию
 

Аккумуляторы AGM и GEL

Эти батареи выпускаются по технологиям Absorptive Glass Mat и Gelled Electrolite. Они также являются свинцово─кислотными АКБ. Только электролит в них находится в связанном состоянии. В случае AGM электролитом пропитано стекловолокно, а у GEL – серная кислота переведена в гелеобразное состояние с помощью добавки оксида кремния. Этот тип аккумуляторов значительно лучше подходит для использования в солнечных системах.

Этим батареям не страшен глубокий разряд, и они выдерживают значительно больше циклов заряд-разряд, чем WET. Кроме того, они без проблем работают при разрядке малым током. Но трудности есть и здесь. AGM и GEL батареи чувствительны к условиям зарядки и перезаряд для них критичен. Кроме того, они не любят резких скачков напряжения в сети. При использовании таких аккумуляторов в солнечной системе контроллер должен чётко фиксировать окончание заряда на них. Стоит также отметить, что они значительно дороже обычных кислотных АКБ. При той же ёмкости гелевый может стоить в 2 раза дороже.

Вернуться к содержанию
 

Аккумуляторы OPzS

Аккумуляторные батареи OPzS выполняются по технологии свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким электролитом. Но у них в конструкции есть одна особенность. Положительная пластина выполняется трубчатой. Это значительно увеличивает число циклов заряда и разряда. В продаже встречаются аккумуляторы OPzS с ёмкостью от 50 до 3500 Aч.

Они используются в различных системах, связанных с преобразованием и накоплением энергии, а также в телекоммуникационной и энергетических отраслях. Они практически не требуют обслуживания и легко переносят глубокий разряд. Срок службы таких батарей до 20 лет. Минусом является высокая стоимость. Поэтому использование таких батарей оправдано только в солнечных системах большой мощности.
Вернуться к содержанию
 

Щелочные

Аккумуляторы этого типа в основном используются в качестве тяговых. Поэтому они лучше остальных типов АКБ переносят глубокий разряд. Причём большими токами.

Но и минусов у них предостаточно. В частности, у них низкая энергетическая плотность. Поэтому батарея номиналом 12 вольт будет существенно больше свинцовой. Кроме того, у этих аккумуляторов есть эффект памяти. Если их разрядить не полностью, а затем поставить на зарядку, они теряют часть ёмкости. При функционировании в составе солнечной системы нельзя гарантировать их полный разряд. А значит, они систематически будут терять ёмкость.

Но они нашли своё применение в системах, работающих от солнечной энергии. Это светильники и уличные фонари на солнечных батареях. Там используются никель─кадмиевые и никель─металлогидридные АКБ.
Вернуться к содержанию
 

Литиевые батареи

В сети можно найти отзывы об использовании литиевых батарей в солнечных системах. В частности, это литий-железо-фосфатные модели. Но примеры единичные и по ним нельзя оценить их эффективность при работе в связке с солнечными батареями.

Литиевые АКБ имеют более высокую энергоёмкость, чем щелочные или свинцово-кислотные. Поэтому при равной ёмкости они будут иметь меньшие размеры. Кроме того, они быстрее заряжаются и без проблем выдерживают глубокий разряд. Но высокая стоимость таких аккумуляторов перечёркивает их достоинства. Кроме того, нужно решать вопрос с их безопасным использованием, поскольку для них критичен перегрев и перезаряд. Это также приводит к удорожанию солнечной системы.

Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Этим вы поможете развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию

Источник: akbinfo.ru

Что влияет на выбор аккумулятора

АКБ, которыми оснащены гелиосистемы, выполняют широкий спектр задач. Кроме накопительной функции, они поддерживают питание всех домашних потребителей, компенсируют нехватку света в пасмурные дни. Выбирать аккумулятор от стационарной солнечной батареи нужно, опираясь на следующие критерии:

1. Емкость. Этот параметр влияет на время, которое понадобится батарее для работы без подзарядки. Реальная емкость обычно колеблется в пределах +- 10-15% от заявленной.
2. Срок эксплуатации. Щелочные и гелевые батареи обладают разной «живучестью». Оценивайте товар по числу разрядно-зарядных циклов. Когда прибор достигает 60-процентной номинальной емкости, его пора выбрасывать на свалку.
3. Саморазряд. Речь идет о постепенной потере энергии. Средний ежемесячный показатель обычно составляет 3-5%. Чем выше температура на солнечных батареях, тем больше саморазряд.
4. Масса и габариты. Даже однотипные аккумуляторы на солнечных электростанциях могут иметь разный вес. Чем больше весит устройство, тем выше параметр емкости.
5. Условия эксплуатации. Нужно учитывать приемлемую для устройства температуру, вентиляцию помещения и периодичность мероприятий техобслуживания.

Мнение специалиста: «Выбрать аккумулятор, подходящий большинству гелиосистем, несложно. Качественное устройство должно иметь низкий саморазряд, работать в обширном температурном диапазоне и выдерживать множество зарядов/разрядов. Также стоит обратить внимание на простоту обслуживания».

 

Классификация солнечных аккумуляторов

Разновидностей энергонакопителей для солнечных панелей хватает. Тут вам и щелочные классические батареи, и автомобильные аккумуляторы, и алкалиновые модели. Как разобраться в этом многообразии? Мы составили табличку с характеристиками каждого типа.

Тип	Характеристики	Оценка (максимум — 5 баллов)
AGM	Автомобильные (недолговечные, но дешевые) агрегаты. Выйдут из строя через 5-6 лет. Плюсы: компактность, быстрая зарядка.	2
Щелочные	Щелочные электрические батареи хорошо справляются с глубокими разрядами. Низкая плотность компенсируется эффектом памяти, но периодически щёлочной среде угрожает опасность частичной потери емкости. Применяются в освещении улиц (фонари).	3
Свинцово-кислотные	Функционируют в цикличном режиме. Используются в автомобилях. В гелиосистемах применяются редко. Срок эксплуатации не превышает 4 года.	1
Стартерные	Мощные устройства для крупных электростанций. Высокий параметр саморазряда. Агрегат разработан для экстремальных условий, поэтому требуется хорошая вентиляция.	4
Гелевые	Гелевый аккумулятор в качестве электролита применяет гелевую кислоту. Отличаются экологичностью и долговечностью.	5
Заливные	Электролит — жидкость. Требуется непрерывное обслуживание. Плюс: длительная эксплуатация. Минусы: низкая токопроводность, завышенная цена.	3
OPzS	Жидкий электролит роднит эти аккумуляторы с кислотно-свинцовыми аналогами. Разница в том, что OPzS обладают трубчатой положительной пластиной. Это нововведение увеличивает эксплуатационный период. Емкость — 50-3500 Ач.	3
Литиевые батареи	Литиевые АКБ встречаются редко. Отличаются компактностью и высокой энергоемкостью (в сравнении с кислотно-свинцовыми и щелочными аналогами). Выдерживают глубокие разряды, оперативно заряжаются. Единственный минус — высокая цена.	4

Преимущества и недостатки гелевых аккумуляторов

Исходя из приведенной выше таблицы следует, что гелевые аккумуляторы для солнечных батарей — идеальное решение. Так ли все безоблачно? Гелевый аккумулятор действительно имеет ряд преимуществ:

• морозостойкость (выдерживает до -45°С);
• не нужно менять электролиты;
• экологичность;
• долговечность (некоторые модели эксплуатируются около 15 лет).

Вместе с тем, солнечный гелевый аккумулятор имеет парочку «мелких» недостатков. Во-первых, это цена. Во-вторых, неудобства в обслуживании. Приготовьтесь к ежегодным проверкам жидкостного уровня и доливу геля (если потребуется).

Мнение специалистов: «Эти устройства хорошо справляются с глубоким разрядом и сохраняют работоспособность на протяжении многих циклов. Но использовать гелевые накопители лучше в профессиональных электростанциях».

Щелочные батареи — приемлемый компромисс?

Щелочные накопительные батареи поначалу кажутся слабеньким вариантом. Вместо кислоты заливается щелочь, но что это дает? Недостатков тьма:

1. Громоздкость и впечатляющий вес.
2. Низкое напряжение.
3. Необходимость регулярных проверок электролитового уровня и закачки дистиллята.
4. Выделение водорода при подзарядке.

Эти минусы частично компенсируются двумя важными достоинствами. Во-первых, щелочные аккумуляторы долговечны — некоторые модели безотказно работают по 15 лет. Во-вторых, глубокие разряды выдерживаются щелочными агрегатами лучше, чем кислотными. Да и цикличность выше. А вот цена у щелочных накопителей гораздо приятнее, чем у гелевых аналогов. Получается вполне приемлемый и бюджетный вариант, так что не отметайте сходу алкалиновые устройства.

Встроенные питательные элементы

Мы привыкли воспринимать аккумуляторы, как внешние устройства гелиостанций, но есть и модели солнечных батарей со встроенными накопителями. Данная технология хороша для малогабаритной техники:

• мобильных телефонов;
• видеокамер;
• аудиоплееров;
• айпадов;
• айфонов;
• фотоаппаратуры.

Встроенные батареи функционируют на литиевых аккумуляторах, «снимающих» электроэнергию с компактных панелей. Для путешествия — отличный вариант. Встроенный накопитель может бесперебойно функционировать 10-12 часов. Для автономной поддержки гаджета этого, как правило, достаточно.

Как подключаются аккумуляторы

Сразу смиритесь с тем, что вам не хватит одного аккумулятора для поддержания функциональности гелиосистемы. Рассчитав количество аккумуляторов, соедините их удобным для вас способом — последовательно либо параллельно. Характеристики батарей должны быть одинаковыми, производитель — тоже.

Напряжение при последовательном соединении аккумуляторов суммируется. Если же вы избрали параллельное решение, суммировать нужно емкость, а напряжение вычислять по одному накопителю. Связующим звеном между солнечными панелями и аккумулятором является контроллер заряда. Это устройство предотвращает перезаряд и нормирует напряжение.

Расчет аккумуляторной мощности

Вам придется вычислять несколько важных параметров гелиосистемы. От этого зависит функциональность и долговечность вашей электростанции. Вот эти параметры:

• предполагаемая мощность выработки;
• углы наклона солнечной панели;
• количество модулей;
• производительность;
• значение месячной инсоляции.

Мнение специалиста: «Все вычисления нужно производить по показаниям худшего месяца. В средней полосе самое скудное освещение батарея получает в январе. Наиболее солнечным месяцем традиционно считается июль. Параметр инсоляции высчитывается на квадратный метр поверхности панели».

Источник: svetuvas.ru