Аккумуляторы для солнечных батарей — как выбрать

Автономные и экологически чистые источники электроэнергии – настоящее спасение для мест, где прокладывать линии электроснабжения невыгодно или технически сложно. Один из таких источников энергии – солнечные панели.

Вырабатываемая ими энергия накапливается для дальнейшего использования в аккумуляторных батареях. Эта статья расскажет о том, какими бывают аккумуляторы для солнечных батарей и как самостоятельно рассчитать необходимое количество АКБ для питания дачи или загородного дома.

Типы аккумуляторов для солнечных батарей

Их существует 5 видов:

• свинцово-кислотные;
• щелочные;
• гелевые;
• изготовленные по технологии AGM;

Свинцово-кислотные

Их второе название – стартерная аккумуляторная батарея. Это самый простой и самый дешевый тип АКБ. Батарея состоит из 6 аккумуляторных ячеек.

Каждая ячейка имеет напряжение 2-2,3 вольта и состоит из 2 пластин, состоящих из диоксида свинца и пористого свинца.

К недостаткам можно отнести:

• короткий срок службы: 2-3 года;
• непригодность для работы в режиме электростанции из-за медленного заряда и разряда;
• не переносят глубоких разрядов, так как из-за него пластины выходят из стоя;
• быстрый саморазряд.

Щелочные

По конструкции и принципу действия похожи на кислотные, но с рядом отличий:

• электролит – гидроксид лития;
• анод («+» полюс) сделан из гидрооксида никеля с примесью графита;
• катод («–» полюс) сделан из кадмия.

Достоинства:

• выдерживает глубокие разряды;
• может работать при низких температурах без снижения емкости (в сравнении со свинцово-кислотными);
• низкий саморазряд.

Недостатки:

• необходимость полной зарядки и разрядки, так как щелочные батареи обладают эффектом памяти;
• необходимость постоянного контроля за уровнем электролита и уровня заряда;
• малый КПД: 0.5-0.6.

Гелевые

Гелевые аккумуляторы для солнечных батарей – продвинутая версия свинцово-кислотных АКБ. В них жидкий электролит заменен на желеобразный за счет добавления оксида кремния. Достоинства:

• продолжительный срок службы: до 10 лет;
• не требуют обслуживания;
• безопасны в случае повреждения корпуса;
• можно заряжать малыми токами;

AGM

Это модификация свинцово-кислотных аккумуляторов. От классических они отличаются 2 особенностями:

• вместо жидкого электролита используется стекловидный материал, пропитанный раствором серной кислоты;
• пластины сделаны в виде спирали.

Эти изменения позволяют дают этому типу батарей следующие преимущества:

• не нужно обслуживать;
• меньший саморазряд в сравнении с классическими АКБ;
• быстро заряжаются;
• выдерживают краткосрочный полный разряд;

Недостатки:

• чем ниже температура воздуха, тем меньше уровень заряда;
• повышение напряжения между «+» и «–» больше 15.2 вольта (перезаряд) снижает максимальную емкость;
• нельзя хранить в разряженном состоянии.

OPzS аккумуляторы

Это разновидность стационарных заливных аккумуляторов. Их особенность – форма пластин, погруженных в электролит. Пластины, подключенные к «+» сделаны в виде полой трубки с толщиной стенок 7-9 мм.

Подключенные к «–» – в виде тонкой пластины. Корпус сделан из прозрачного прочного, химически неактивного, пожароустойчивого пластика.

К достоинствам этого типа батарей можно отнести:

• долгий срок службы: до 20 лет, выдерживает 1800 циклов заряда-разряда;
• низкая потребность в обслуживании: долив дистиллированной воды 1 раз в год.

Основные критерии выбора АКБ

При подборе АКБ для автономной солнечной электростанции нужно учитывать 5 параметров:

• Количество циклов заряда-разряда. От него зависит срок службы батареи – чем больше, тем лучше.
• Емкость. Она должна быть на 30-35% больше, чем мощность подключенных потребителей. Этот запас необходим по 2 причинам: на случай пасмурной погоды и естественное снижение емкости батареи со временем.
• Масса и размеры. Одной батареи для питания небольшого дома будет недостаточно – их потребуется 6-8 штук. Поэтому следует определиться с местом установки, так как чем больше емкость АКБ, тем она тяжелее и больше.
• Обслуживание. Предпочтительнее приобретать необслуживаемые модели.
• Условия предполагаемого хранения. При подборе по этому параметру следует помнить, что некоторые модификации свинцово-кислотных АКБ теряют заряд при низких температурах.

Расчет и выбор аккумулятора

Чтобы выбрать подходящую аккумуляторную батарею нужно вычислить значения 2 параметров:

• мощность, потребляемую всеми электроприборами за сутки;
• мощность и разрядные токи подбираемой батареи.

Для первого параметра порядок действий следующий:

1. Рассчитать мощность, потребляемую 1 прибором за сутки по формуле: P = P₁ * (T₁ / T₂), где Р₁ – мощность прибора, указанная в паспорте или на корпусе, Т₁ – время использования, Т₂ – 24 часа. Для обогревателей и подобных устройств Т₂ принять равным 30 часов.
2. Умножить полученную мощность на 5 коэффициентов: минимальный уровень разряда батареи (0,85, если минимальный уровень – 15%), КПД инвертора (0,92-0,96, указан в паспорте), КПД соединительных кабелей (0,98), потеря емкости АКБ со временем (0,7).
3. Повторить предыдущие 2 шага со всеми приборами и сложить полученные результаты.

Для второго параметра порядок действий следующий:

1. Определить мощность 1 АКБ, умножив ее напряжение на емкость.
2. Определить емкость массива батарей с учетом КПД аккумуляторов: 0,8 для новых и 0,55 для изношенных. В первом случае мощность массива должна быть на 30-35% больше потребляемой мощности. Во втором – на 10%.
3. Подсчитать силу тока, требуемую для работы всех электроприборов. Она не должна превышать штатный и максимальный разрядный ток аккумулятора. Продолжительная работа с превышением этих значений ускоряет износ аккумулятора.

Подводя итог, можно сказать, что существует 5 видов АКБ, накапливающих энергию, выработанную солнечными панелями. Чтобы правильно подобрать батарею с нужными параметрами нужно провести несложный расчет.

Как вам статья?