Solarne baterije: pregled vrsta prikladnih baterija i njihovih značajki

Proračun potrebnog kapaciteta baterije

Kapacitet baterija izračunava se na temelju očekivanog trajanja baterije bez punjenja i ukupne potrošnje električne energije.

Prosječna snaga električnog uređaja u vremenskom intervalu može se izračunati na sljedeći način:

P = P1 * (T1 / T2),

Gdje:

• P1 - nazivna snaga uređaja;
• T1 – vrijeme rada uređaja;
• T2 je ukupno procijenjeno vrijeme.

Gotovo u cijeloj Rusiji postoje duga razdoblja kada solarni paneli neće raditi zbog lošeg vremena.

Instaliranje velikih nizova baterija za njihovo puno opterećenje samo nekoliko puta godišnje je neekonomično.Stoga se izboru vremenskog intervala tijekom kojeg će uređaji raditi samo na pražnjenju mora pristupiti na temelju prosječne vrijednosti.

Količina energije koju generiraju solarni paneli ovisi o gustoći oblaka. Ako oblačno vrijeme nije neuobičajeno u regiji, tada se pri izračunu volumena baterije mora uzeti u obzir nedostatak ulazne snage

U slučaju duljeg razdoblja kada nije moguće koristiti solarne panele, potrebno je koristiti drugi sustav za proizvodnju električne energije, baziran npr. na dizelskom ili plinskom generatoru.

100% napunjena baterija može isporučiti snagu sve dok se potpuno ne isprazni, što se može izračunati pomoću formule:

P = U x I

Gdje:

• U - napon;
• I - jačina struje.

Dakle, jedna baterija napona od 12 volti i struje od 200 ampera može generirati 2400 vata (2,4 kW). Da biste izračunali ukupnu snagu nekoliko baterija, morate dodati vrijednosti dobivene za svaku od njih.

U prodaji postoje baterije visoke snage, ali su skupe. Ponekad je mnogo jeftinije kupiti nekoliko običnih uređaja zajedno sa priključnim kabelima

Dobiveni rezultat mora se pomnožiti s nekoliko faktora redukcije:

• učinkovitost pretvarača. S pravilnim usklađivanjem napona i snage na ulazu u pretvarač, postići će se maksimalna vrijednost od 0,92 do 0,96.
• učinkovitost energetskih kabela. Minimiziranje duljine žica koje povezuju baterije i udaljenosti do pretvarača potrebno je kako bi se smanjio električni otpor. U praksi je vrijednost pokazatelja od 0,98 do 0,99.
• Minimalno dopušteno pražnjenje baterija.Za svaku bateriju postoji donja granica punjenja, nakon koje se život uređaja značajno smanjuje. Tipično, regulatori su postavljeni na minimalnu vrijednost punjenja od 15%, tako da je koeficijent oko 0,85.
• Maksimalni dopušteni gubitak kapaciteta prije zamjene baterija. Tijekom vremena dolazi do starenja uređaja, povećanja njihovog unutarnjeg otpora, što dovodi do nepovratnog smanjenja njihovog kapaciteta. Neisplativo je koristiti uređaje s preostalim kapacitetom manjim od 70%, pa vrijednost pokazatelja treba uzeti kao 0,7.

Kao rezultat toga, vrijednost integralnog koeficijenta pri izračunu potrebnog kapaciteta za nove baterije bit će približno jednaka 0,8, a za stare, prije nego što se otpišu - 0,55.

Za opskrbu kuće strujom s duljinom ciklusa punjenja-pražnjenja za 1 dan potrebno je 12 baterija. Kada je jedan blok od 6 uređaja na pražnjenju, drugi blok će se puniti

Održavanje: kako vratiti gel bateriju, zamjena elektrolita

Ako servisirate napajanje prema preporukama proizvođača, onda će najvjerojatnije služiti svoj vijek trajanja bez ikakvih problema i neće zahtijevati dodatne radnje. Ako je napajanje natečeno ili su ploče uništene, preporučujemo da ga ne obnavljate, već da kupite novi. U kojim slučajevima možete pokušati oživjeti gel bateriju?

Ako primijetite gubitak kapaciteta u bateriji, možda se komponenta gela osušila. U tom slučaju potrebno je vratiti ravnotežu vode elementa destiliranom vodom. Zatim ćemo vam pokazati korak po korak kako to učiniti.

Skinite plastični poklopac.

Skinite gumene čepove sa staklenki.

• Uzmite špricu i povucite 1-2 kocke destilirane vode.
• U svaku staklenku ulijte vodu.

• Ostavite bateriju nekoliko sati da se gel upije u vodu.
• Ako nema dovoljno vode, dodajte; ako ima viška - uklonite ih štrcaljkom.
• Provjerite razinu napona na stezaljkama.
• Zamijenite utikače i zatvorite poklopac baterije.
• Stavite bateriju na punjenje.

Također, revitalizacija baterije može biti potrebna uz jaku sulfatizaciju ploča, koja nastaje tijekom rada baterije. Postoje dva načina desulfacije:

Uz pomoć kemijskog sastava Trilon V. Mora se kupiti, razrijediti u navedenom omjeru i uliti u prethodno osušenu bateriju

Imajte na umu da u gel baterijama nije uvijek moguće potpuno ukloniti elektrolit u obliku gela. Nakon desulfacije s Trilonom B, morat ćete isprati iznutra destiliranom vodom, ponovno uliti gel elektrolit u bateriju, nakon pripreme otopine

Kao što vidite, metoda je prilično problematična i zahtijeva znanje i vještine.
Uz pomoć impulsnih struja različitih amplituda. Tijekom ove operacije, impulsne struje uništavaju olovni sulfat. Vrijedi napomenuti da gel baterije, kao što je gore spomenuto, izrazito negativno percipiraju iznenadne padove napona i velike struje. Korisnici koji su isprobali ovu metodu kažu da nije uvijek moguće postići cilj. To se objašnjava činjenicom da se, osim olovnog sulfata, uništavaju i same ploče, a to dovodi do gubitka kapaciteta.

Kao što vidite, postoje načini za vraćanje baterija, međutim, oni nisu baš prikladni za napajanje gelom. Preporučujemo da ne pokušavate oživjeti gel bateriju, već kupite novu.

Je li moguće uliti elektrolit ili vodu u gel bateriju?

U sklopu održavanja gel baterija, one se mogu dopuniti destiliranom vodom na način koji smo prethodno opisali. Ne preporuča se ulijevati običnu vodu iz slavine u izvore napajanja - u njoj ima previše nečistoća koje će ometati ispravnu reakciju.

Elektrolit u svom čistom obliku ne ulijeva se u gel baterije. Možete pokušati napraviti apsorbirani elektrolit, međutim, ne možemo jamčiti za rezultate takvog eksperimenta.

Gel baterije za automobile prilično su popularne zbog nepostojanja potrebe za njihovim održavanjem. Kao što vidite, rad ovih izvora napajanja iznimno je jednostavan. Međutim, mnoge odvraća njihova visoka cijena. Uz pravilno održavanje - pravodobno punjenje, poštivanje uvjeta skladištenja - ova baterija će trajati dugo, a obnova kapaciteta neće oduzeti puno vremena i truda. Kako se brinete o svojoj gel bateriji? Jeste li naišli na probleme tijekom punjenja ili oporavka? Podijelite svoje iskustvo s našim čitateljima.

Doživotno

U većini slučajeva kod kućnih solarnih panela ciklus baterijskog podsustava bit će jedan dan. Kako radite u ovom načinu rada, sposobnost baterije da pohranjuje energiju u istom volumenu bit će smanjena. Vjeruje se da bi do kraja vijeka trajanja baterije preostali kapacitet baterije trebao biti 80% nominalnog.

S obzirom na ovu značajku, prilično je jednostavno izračunati ekonomsku isplativost odabira određenih baterija u sustavu sa solarnim panelima.

Utjecaj dubine pražnjenja na vijek trajanja (ciklusi)

Utjecaj temperature na vijek trajanja (godine)

Pravila rada

Prilikom rada baterija, kao i bilo kojeg tehničkog uređaja, morate se pridržavati pravila. U slučaju korištenja baterija u sustavima solarnih stanica, pravila rada određena su prirodom rada takvih sustava i izražena su u zahtjevima za baterije, kako je gore opisano.

Zbog velikog električnog opterećenja, koje se obično spaja na sustave napajanja, potrebno je u jednu skupinu uključiti nekoliko baterija. To se radi kako bi se povećao ukupni kapacitet i povećao napon na izlazu, odnosno kako bi se postigli oba cilja.

Koriste se tri sheme za uključivanje grupe baterija:

Dosljedno. S ovim uključivanjem, kapacitet grupe će biti jednak kapacitetu jedne baterije, i
napon će se odraziti u zbroju napona svih baterija u skupini.

Paralelno. Ovim uključivanjem napon je nepromijenjen i jednak je nazivnom naponu jedne baterije, a kapacitet skupine određuje se kao zbroj kapaciteta uključenih baterija;

Kombinirano. S ovom shemom prebacivanja koristi se serijski i paralelni spoj baterije.

Prilikom kombiniranja baterija u grupe, imajte na umu da se baterije trebaju koristiti u jednoj skupini:

1. Jedna vrsta;
2. Jedan kontejner;
3. Jedan nazivni napon.

Poželjno je da su baterije istog vremena rada i proizvođača.

Možda će vam se svidjeti i sljedeći sadržaji:

Hvala što ste pročitali do kraja!

Ne zaboravite, u zenu

Ako vam se svidio članak!

Pratite nas na Twitteru:

Podijelite s prijateljima, ostavite svoje komentare

Pridružite se našoj VK grupi:

ALTER220 Alternativni energetski portal

i predložite teme za raspravu, zajedno će biti zanimljivije!!!

Vrste i vrste akumulatora za automobile

Tradicionalna baterija s olovnim pločama i otopinom sumporne kiseline kao elektrolita spada u klasu olovnih ili WET (“mokri” u stranoj terminologiji) baterija. U automobilima se ova vrsta baterije koristi već duže vrijeme i već je prošla nekoliko faza evolucije povezane sa složenošću održavanja.

Činjenica je da se u procesu ciklusa punjenja i pražnjenja stvara dodatna količina vode, koja isparavanjem mijenja gustoću elektrolita. Osim toga, kemijska reakcija u elektrolitu je popraćena ne samo stvaranjem olovnog sulfata i vode, već i razvojem plinova (vodika i kisika) i stvaranjem para samog elektrolita.

Proces stvaranja plina posebno je aktivan tijekom intenzivne vožnje i punjenja baterije velikim strujama - tada kažu da baterija "kipi".

Isparavanje dijela elektrolita ne samo da mijenja gustoću, već i izlaže gornji dio ploča, smanjujući učinkovitost i trajnost baterije. Zato su u nedavnoj prošlosti olovne baterije, osim praćenja napunjenosti, zahtijevale stalnu provjeru gustoće i razine elektrolita, a periodično održavanje je bilo sastavni dio rada.

Osim sulfacije i isparavanja elektrolita u baterijama ovog tipa, materijal ploče stupa u interakciju s vodom, stvarajući olovne okside - izvore korozije i postupnog uništavanja ploča.

Poboljšanje baterija uključivalo je, prije svega, smanjenje negativnog učinka ova tri čimbenika, a glavni načini rješavanja problema bili su korištenje novih materijala.

Dakle, upotreba antimona za povećanje trajnosti ploča poznata je već dugo vremena. Suvremene tehnologije omogućile su smanjenje postotka ovog elementa i, zbog toga, postizanje zamjetnog smanjenja intenziteta "ključanja". Vrijeme održavanja baterija značajno je smanjeno i već se nazivaju neodržavanim.

Sljedeći korak prema poboljšanju automobilskih akumulatora - korištenje kalcija u olovnoj slitini - omogućio je daljnje smanjenje intenziteta stvaranja plina i povećanje napona samopražnjenja. Sada su se baterije mogle dulje čuvati u ispražnjenom stanju, a proces ključanja elektrolita počeo je igrati tako beznačajnu ulogu da su baterije postale bez održavanja (iako to nije sasvim točno: punjenje baterija je jedan od operacije održavanja).

Akumulatori "bez održavanja" za osobne automobile gotovo se nikad ne proizvode. No, "nisko održavanje" (koje se ponekad naziva i "bez nadzora") sasvim je razumno koristiti na onim strojevima (osobito s kilometražom) u kojima je mreža na vozilu nestabilna: ove su baterije otporne na fluktuacije opterećenja.

Srednju poziciju između baterija s malo antimona i kalcija zauzimaju hibridne baterije.U njima su ploče pozitivnih elektroda izrađene s niskim sadržajem antimona, a negativne sadrže kalcij. Ovo rješenje omogućuje vam da u određenoj mjeri kombinirate prednosti obje opcije, ali, nažalost, i nedostatke. Činjenica je da su "kalcijeve" baterije samo osjetljive na promjene u mreži na vozilu.

Sljedeći važni koraci u poboljšanju akumulatora za automobile bila su dizajnerska i tehnološka rješenja koja su osigurala prijelaz elektrolita iz tekućeg stanja u stanje poput gela. Baterije napravljene tehnologijom koja koristi gel, a ne tekućinu kao elektrolit nazivaju se gel baterije.

Upotreba gela omogućila nam je rješavanje nekoliko problema odjednom:

• sigurnost - otopina sumporne kiseline iznimno je opasna i za ljude i za okoliš, a mogućnost curenja uvijek postoji;
• orijentacija - stanje poput gela omogućuje rad baterije na bilo kojem nagibu linije horizonta - elektrolit u njemu je sigurno fiksiran;
• otpornost na vibracije - helijsko punilo se ne boji potresanja na udarnim rupama - fiksirano je u odnosu na ploče elektrode, isključena je mogućnost izlaganja dijela površine elektrode.

Jedna od vrsta gela (iako o tome postoje terminološki sporovi) su AGM baterije (AGM - skraćenica za Absorbent Glass Mat - upijajući stakleni materijal), tako nazvane po odgovarajućoj tehnologiji. Posebnost AGM-a je da se između ploča nalazi poseban porozni materijal koji drži elektrolit i dodatno štiti ploče od osipanja.

Baterije u kojima se kao elektrolit koristi tekućina zgusnuta do konzistencije gela ne koriste se u osobnim automobilima.

Kriteriji odabira solarnih baterija

Proizvođači neprestano poboljšavaju tehnologije za solarne baterije, a isti digitalni pokazatelji učinka na djelu mogu se očitovati na potpuno različite načine.

Ali svakako biste trebali obratiti pozornost na takve pokazatelje:

• radna razina kapaciteta;
• struja punjenja;
• struja pražnjenja.

Prilikom odabira baterije treba uzeti u obzir broj samih zelenih sustava, o tome će ovisiti potrebni kapacitet baterije. Najčešće se nalaze baterije s naponom od 12 V, na temelju toga će biti potrebno izračunati koliko će baterija biti potrebno spojiti u seriji.

Ako radni napon solarne baterije premašuje napon jedne baterije, potrebno je izračunati koliko će ih trebati spojiti, u pravilu je brojka višestruka od 12. Također treba imati na umu da kada baterije su spojene serijski, napon se mijenja, ali kapacitet ostaje isti, dok je paralelno obrnuto.

Shema uređaja solarne elektrane

Razmotrite kako je solarni sustav za seosku kuću uređen i funkcionira. Njegova glavna namjena je pretvaranje sunčeve energije u električnu energiju od 220 V, koja je glavni izvor energije za kućanske električne aparate.

Glavni dijelovi koji čine SES:

1. Baterije (paneli) koje pretvaraju sunčevo zračenje u istosmjernu struju.
2. Kontroler punjenja baterije.
3. Pakovanje baterija.
4. Inverter koji pretvara napon baterije u 220 V.

Dizajn baterije osmišljen je na način da opremi omogućuje rad u različitim vremenskim uvjetima, na temperaturama od -35ºS do +80ºS.

Ispostavilo se da će pravilno postavljeni solarni paneli raditi s istim učinkom i zimi i ljeti, ali pod jednim uvjetom - za vedrog vremena, kada sunce daje maksimalnu količinu topline. Po oblačnim danima performanse naglo opadaju.

Učinkovitost solarnih elektrana u srednjim geografskim širinama je velika, ali ne i dovoljna da u potpunosti opskrbe električnom energijom velike kuće. Češće se solarni sustav smatra dodatnim ili rezervnim izvorom električne energije.

Težina jedne baterije od 300 W je 20 kg. Najčešće se ploče postavljaju na krov, fasadu ili posebne police postavljene uz kuću. Potrebni uvjeti: okretanje ravnine prema suncu i optimalni nagib (prosječno 45° u odnosu na površinu zemlje), osiguravajući okomit pad sunčevih zraka.

Ako je moguće, instalirajte tracker koji prati kretanje sunca i regulira položaj ploča.

Gornja ravnina baterija zaštićena je kaljenim staklom otpornim na udarce, koje lako podnosi tuču ili velike snježne nanose. Međutim, potrebno je pratiti cjelovitost premaza, inače će oštećene silikonske pločice (fotoćelije) prestati raditi.

Kontroler obavlja koliko funkcija. Osim glavnog - automatskog podešavanja napunjenosti baterije, kontroler regulira opskrbu energijom iz solarnih panela, čime štiti bateriju od potpunog pražnjenja.

Za solarne sustave kućne izrade najbolji izbor su gel baterije koje imaju period neprekidnog rada od 10-12 godina. Nakon 10 godina rada njihov kapacitet se smanjuje za oko 15-25%. To su uređaji bez održavanja i apsolutno sigurni koji ne ispuštaju štetne tvari.

Zimi ili po oblačnom vremenu ploče također nastavljaju raditi (ako se redovito čiste od snijega), ali se proizvodnja energije smanjuje za 5-10 puta

Zadatak pretvarača je pretvoriti istosmjerni napon iz baterije u izmjenični napon od 220 V. Razlikuju se po takvim tehničkim karakteristikama kao što su snaga i kvaliteta primljenog napona. Sinusna oprema u stanju je poslužiti naj"kapricioznijim" uređajima u smislu trenutne kvalitete - kompresori, potrošačka elektronika.

Procjenjuje se da otprilike 1 kW sunčeve energije pada na 1 m² površine planeta, a 1 m² baterije solarnih ćelija pretvara oko 160-200 vata. Stoga je učinkovitost 16-20%. Uz pravi uređaj, to je sasvim dovoljno za opskrbu električnom energijom svih uređaja male snage u kući.

Kontroler prikazuje napunjenost baterije u postocima. Ako 24-voltna oprema pokazuje napunjenost baterije od 27 V, tada su 100% pune

Par snažnih gel baterija od 200 Ah sa (snaga 4,8 kW). Ovo je dan rada električnih uređaja s neprekidnom potrošnjom od 180-200 vati. Uređaji za pohranu energije otporni su na mraz, odnosno mogu se ugraditi u potkrovlje, a budući da su sigurni, mogu se postaviti i uz stambene prostore.

Digitalni zaslon pretvarača obično prikazuje dva parametra: potrošnju energije i ukupni napon elektroenergetskog sustava. Dodatna opcija punjača omogućuje spajanje električnog generatora i brzo punjenje baterije (ako nema sunca)

Najjednostavnija shema solarne elektrane, uključujući glavne komponente.Svaki od njih obavlja svoju funkciju, bez koje je rad SES-a nemoguć.

Vrste baterija

Gotovo svaka baterija može se koristiti za solarne panele. Ali glavna stvar je da radi dugo vremena. Rad baterije ovisi o vrsti proizvodnje i materijalima.

Glavne vrste uređaja za pohranu energije:

1. litij.
2. Olovna kiselina.
3. Alkalna.
4. Gel.
5. AGM
6. Želati nikal-kadmij.
7. OPZS.

litij

Energija se u njima pojavljuje u trenutku kada litijevi ioni reagiraju s molekulama metala. Metali su dodatne komponente.

Ove vrste baterija mogu se vrlo brzo puniti s velikim kapacitetom. Ove baterije su male težine i kompaktne veličine. Osim toga, njihov trošak je prilično visok. Zbog toga se gotovo nikad ne koriste u solarnoj energiji. Djeluju 2 puta manje od geliranih. Ali poslužite još manje ako naboj prelazi 45%. Upravo u ovom trenutku oni su u stanju zadržati volumen spremnika na željenoj razini.

Takve baterije rade u malim rasponima napona. Značajan nedostatak takvih uređaja je njihov kapacitet koji se vremenom smanjuje. A to ne ovisi o poštivanju svih tehničkih pravila.

Olovna kiselina

U fazi razvoja bili su opremljeni s nekoliko odjeljaka za elektrolit s vodenom otopinom. U tu su smjesu uronjene olovne elektrode i razne nečistoće. Zahvaljujući tome, baterija se pokazala otpornom na koroziju.

Takvi uređaji ne rade dugo. To je zbog brzine pražnjenja.

alkalni

Ove baterije nemaju dovoljno elektrolita. Njihove se kemikalije ne mogu otopiti u njemu. Čak ni ne reagiraju jedno na drugo.

Alkalne (alkalne) baterije mogu dugo trajati.Dobro su otporni na udare struje. Za razliku od gel baterija, ove baterije mogu stabilno raditi na niskim temperaturama. I na hladnoći su u stanju raditi dugo vremena.

Moraju se skladištiti 100% ispražnjene. To je neophodno kako ne bi došlo do gubitka kapaciteta tijekom budućih punjenja. Ova značajka može ozbiljno poremetiti rad solarne elektrane.

Gel

Ova vrsta ima takvo ime jer je elektrolit u njemu predstavljen u obliku gela. Zbog sloja rešetke praktički ne teče.

Ova solarna baterija traje dugo i može se puniti više puta. Otporan na mehanička oštećenja. Sve vrste pukotina neće ometati njegovo funkcioniranje.

Može raditi na niskim temperaturama do -50 stupnjeva i njegov kapacitet se ne smanjuje. Nakon dugog razdoblja neaktivnosti, gel baterija ne gubi svojstva.

Ako se ova baterija koristi u hladnoj prostoriji, onda je treba izolirati. Ni u kojem slučaju se razina punjenja ne smije prekoračiti. U suprotnom može eksplodirati ili propasti. Osim toga, vrlo su osjetljivi na udare struje.

AGM

Zapravo, pripadaju vrsti olovnih kiselina. Ali postoji razlika - ovo je stakloplastika iznutra, koja je u elektrolitu. Kiselina ispunjava slojeve ovog materijala. To joj omogućuje da se ne širi. Sve to sugerira da se takva solarna baterija može postaviti u bilo koji položaj.

Ove baterije imaju dobar kapacitet, traju dugo i mogu se puniti do 500 ili 1000 puta. Sve ovisi o proizvođaču. No, unatoč svim prednostima, postoji značajan nedostatak. Osjetljivi su na veliku struju.To može napuhati tijelo.

Lijevane nikal-kadmijeve baterije

Oni su lužnati i potrebno ih je napuniti elektrolitom. Za razliku od baterija punjenih želeom, one su sigurnije. Njihov trošak nije visok, a snaga se održava prilično dobro. Može izdržati mnoge cikluse punjenja i pražnjenja.

Vijek trajanja je prilično kratak. Što ga duže koristite, njegov kapacitet postaje manji.

Auto akumulatori

Ovi uređaji su prilično isplativi u smislu uštede novca. Najčešće ih koriste ljudi koji sami naprave svoju solarnu elektranu.

Nedostatak ovih baterija je brzo trošenje i česta zamjena. Kao rezultat toga, mogu se koristiti kratko vrijeme i za solarne module male snage.