Каждый желает обеспечить свое жилье электричеством, причем не только экономичным, но и экологическим. Поэтому многие домовладельцы присматриваются к альтернативной энергетике – солнечной энергии. В статье пойдет речь об аккумуляторах для солнечных батарей, которые играют важную роль в системе энергоснабжения. Чтобы снабдить дом электричеством, необходимо соорудить комплексную солнечную электростанцию, которая работает на аккумуляторах. Те накапливают энергию ночью или в пасмурную погоду – тогда, когда солнечная батарея работать не может. Существует несколько видов АКБ, от выбора которых зависит КПД всей системы.
Виды аккумуляторов для солнечных батарей
Эти приборы доступны в разных модификациях, а их принцип работы зависит от конструкции. Функция аккумулятора – накопление энергии, исходящей от солнца. Когда нужно – элемент отдает энергию, которая используется для освещения, отопления и других целей.
Режимы работы АКБ:
- одни аккумуляторы копят энергию днем, а отдают ее ночью или тогда, когда система работает с пиковой нагрузкой;
- другие увеличивают функционал осветительных приборов, что удобно при пасмурной погоде. Солнечные панели, сами по себе, на такое неспособны.
При подборе аккумулятора учитывают, для каких целей он будет служить.
Гелевые
В этих АКБ электролитом служит гелеобразное вещество в небольших объемах. Оно не растекается, так как внутри конструкции имеются стекловолоконные прослойки. Гелевые аккумуляторы долго служат, так как характерны большим количеством циклов перезарядки. Также они устойчивы к механическим повреждениям и, даже если корпус деформируется, это не повлияет на работу.
Если в планах использовать такую АКБ в мороз, причем в течение продолжительного времени, понадобится утепление. Также стоит постоянно фиксировать уровень заряда, ведь, если батарея будет долго находится в перезаряженном состоянии, она может взорваться. Еще один момент, который стоит учесть – гелевые АКБ чувствительны к колебаниям напряжения.
Щелочные
У этих АКБ также небольшой объем электролита, так как вещества, участвующие в электрохимической реакции, не растворяются в нем и не контактируют друг с другом. Другое название щелочных аккумуляторов – алкалиновые. На их работу не влияют колебания напряжений. Если сравнивать с гелевыми, их разрешается эксплуатировать в течение длительного времени в условиях минусовых температур.
Если такой солнечный аккумулятор отправляется на хранение, его заранее следует полностью разрядить, иначе при последующей зарядке может снизиться емкость. А это отрицательно скажется на работе гелиостанции.
Заливные никель-кадмиевые
Это один из подвидов щелочных батарей. Их корпус, состоящий из электродов и сепаратора, заливается электролитом – откуда и взялось название. В сравнении с АКБ гелевого типа они безопаснее и доступнее. Никель-кадмиемые устройства зарекомендовали себя при работе с высокими мощностями. Основное их преимущество – большое количество циклов заряда и разряда.
В ходе эксплуатации токи утечки, возникающие между электродами, влияют на саморазряд, из-за чего снижается срок службы. Чтобы такая АКБ прослужила как можно дольше, заряжать ее рекомендуется при температурах от +10 до +30 градусов. Глубокий подзаряд не рекомендован – это сократит срок эксплуатации.
AGM-аккумуляторы
Это свинцово-кислотная разновидность, где в «теле» АКБ находится впитывающий стекловидный материал. Если конкретнее, в конструкции есть сепаратор из стекловолокна, задача которого – пропитывать электролит (как итог – снижается его объем). Кислота в жидком состоянии вязнет в порах, поэтому вероятность утечки – минимальна. Эта особенность позволяет сохранить работоспособность АКБ при повреждении корпуса.
AGM-аккумуляторы плохо реагируют на высокие значения тока заряда и перезаряд. Если нарушить условия зарядки, АКБ может вспучиться. Среди достоинств этого вида – длительный срок службы, устойчивость к вибрационным нагрузкам.
Свинцово-кислотные
Такие аккумуляторы имеют пластиковый корпус, разделенный на отсеки, куда заливается электролит в виде водного раствора серной кислоты. В это вещество погружены электроды, сделанные из свинца с добавками сурьмы и мышьяка.
Вспомогательные компоненты защищают электроды от коррозии, но сурьма плохо отражается на общих характеристиках устройства: вода расходуется быстрее, растет ток отдачи. Сегодня выпускают усовершенствованную версию этих АКБ – с кальцием вместо сурьмы. В результате – для работы не требуется дистиллированная вода. Но такая разновидность прослужит недолго, если часто будет испытывать глубокий разряд.
Автомобильные
Доступный вариант, часто применяемый теми, кто собирает солнечную электростанцию своими руками. Аккумуляторы сами по себе недорогие, что в разы снижает цену на всю систему.
Но стоит учитывать, что автомобильные АКБ предназначены для работы совсем в других режимах. В итоге они быстро изнашиваются и требуют замены. Впрочем, под солнечные панели небольшой мощности эти устройства подходят, но лишь в течение короткого периода времени (из-за малого количество циклов зарядки и разрядки). Для постоянной эксплуатации не рекомендованы.
Герметичные (OPzV)
Гелевая разновидность с электродами трубчатого типа. Преимущество – АКБ герметизирована и разработана с той целью, чтобы подолгу отбирать большую емкость (в таких условиях непрерывно работает до 20 часов).
В разрезе солнечной энергетики OPzV устройства актуальны для систем большой мощности. Такие аккумуляторы, выпускаемые производителями США и ЕС – дорогие, впрочем, есть более дешевые аналоги из Украины и Китая.
Как выбрать аккумулятор
Те, кто предпочел альтернативную энергетику, интересуется, какой АКБ лучше. Недостаточно выбрать наиболее мощную модель, здесь нужно уметь соотносить характеристики с условиями работы. Рекомендации:
- количество циклов «зарядки-разрядки». Отталкиваясь от этого параметра можно прикинуть, сколько прослужит батарея;
- скорость зарядки и разряда. От этого тоже зависит «срок жизни»;
- саморазряд. Чем больше – тем быстрее изнашивается АКБ;
- емкость. От этой характеристики зависят мощности, с которыми сможет работать устройство;
- максимальный ток заряда и разряда. В первом случае определяется, какие токи принимает АКБ, во втором – какие может отдать (без ущерба для работоспособности);
- вес и размеры. Зная массу и габариты элементов проще составить схему подключения и определить для них место;
- условия работы. Каждая модель рассчитана на работу в определенных температурных режимах;
- обслуживание. Параметр не основной, но от этого зависит удобство взаимодействия с АКБ.
Подбирая аккумуляторную батарею понадобятся тщательные расчеты, которые помогут установить наиболее эффективную модель.
Для автономных систем
Необходимо отталкиваться от параметров и их соотношения каждого главного узла энергосистемы: контроллера, АКБ, преобразователя, солнечной панели. Детально изучается схема подключения, конструкция аккумулятора. Такой подход к вопросу позволяет подобрать прибор, который будет работать без потерь и простоев, обеспечивая объект питанием.
Требования при выборе АКБ для автономной электростанции:
- выдерживание высоких токов заряда;
- минимальный уровень саморазряда;
- работа в широких температурных диапазонах;
- легкость установки и обслуживания.
Расчет емкости
Для этого есть простые формулы и допуски на потери, возникающие при работе системы. Минимального количества энергии в АКБ должно хватать на ночную нагрузку. Если в течение суток расход энергии составляет 3 кВт/ч, значит и система аккумуляторов должна быть с таким запасом, не меньше.
Оптимальный запас – тот, который покрывает суточные потребности объекта. При нагрузке 10 кВт/ч и при наличии «банка» батарей аналогичной емкости – пользователю хватит энергии на 1 сутки. Если погода солнечная, то показатель разряда аккумуляторов будет не более 25%.
Например, батарея с запасом емкости 100 Ач, ее напряжение – 12 В. Формула для расчета: емкость множится на напряжение – 100 х 12 = 1,2 кВт/ч. Поэтому, для гипотетического объекта, где ночное энергопотребление составляет 3 кВт/ч, а суточное – 10 кВт/ч, понадобится связка минимум из 3 АКБ, но оптимально – из 10. Причем это «идеальный» расчет, в котором не учитываются потери и особенности приборов.
Рейтинг лучших производителей
АКБ для гелиостанций выпускают компании:
- Bosch. Немецкий производитель бытовой и промышленной техники;
- Sonnenschein (Германия);
- YUASA (Великобритания);
- C&D Technoloqies (США);
- Delta (Китай);
- Haza (Китай);
- APS (Тайвань).
Эти фирмы закрепились на рынке, так как дорожат своей репутацией и выпускают надежные аккумуляторы для солнечных батарей. Каждая продукция характерна своими особенностями. К примеру, Haza делает АКБ по технологии AGM и HZY (гелевые).
Обзор цен на аккумуляторы
Цена зависит от ряда характеристик: емкости, напряжения, уровня саморазряда, количества циклов зарядки-разрядки и так далее. Прибор, рассчитанный на долгую службу, дороже. Примеры:
- Delta GX12-12. Дешевая модель с емкостью 12 Ач – 1900 рублей;
- Delta HRL12-100. Емкость 100 Ач – 13200 рублей;
- Delta HRL12-890W. Емкость 200 Ач – 29430 рублей.
Особенности б/у аккумуляторов
Многие полагают, что нет ничего зазорного в том, чтобы купить поддержанный АКБ вместо нового. Но и здесь необходимо учитывать ряд нюансов, как минимум, чтобы элемент отвечал требованиям для работы с солнечными батареями. Из сегмента б/у рекомендованы щелочные тяговые АКБ, как наиболее долговечные и качественные.
Есть одно правило – свинцовый аккумулятор, снятый с машины год назад, который с тех пор ни раз не заряжали, точно брать не стоит. Если и выбирается автомобильный АКБ, лучше предпочесть «свежий», только снятый.
При покупке смотрят на клеммы: если на них есть кристаллообразный налет белого или рыжего цвета, лучше от такого АКБ отказаться. Такой дефект – признак того, что прибор скоро выйдет из строя.
Перед подсоединением батареи к панели, ее заряжают слабым током (на 50% слабее, чем рекомендует производитель).
Подбирая аккумулятор, учитывают как его параметры, так и всей альтернативной энергосистемы, в которой он будет работать. Экономия на АКБ не приветствуется, лучше один раз вложиться и быть уверенным, что система без проблем прослужит несколько лет.
Как вам статья?
