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.

Аккумуляторы для солнечных батарей - как выбрать

Типы аккумуляторов для солнечных батарей

В качестве накопителя энергии, выработанного солнечной панелью используются малообслуживаемые или необслуживаемые аккумуляторные батареи.

Их существует 5 видов:

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

Свинцово-кислотные

Свинцово-кислотные батареи
Свинцово-кислотная батарея

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.

Они погружены в водный раствор серной кислоты. Кроме цены и конструкции у этого типа батарей есть еще одно достоинство – большая емкость.

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

Щелочная батарея
Щелочная батарея

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.
Подвид щелочных АКБ – заливные никель-кадмиевые батареи.

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
Гелевый аккумулятор

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;
Недостаток у этого типа аккумуляторов только 1: высокая цена. Модель емкостью 60-70 А∙ч стоит 10-12 тысяч рублей.

AGM

AGM
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

OPzS аккумуляторы
OPzS аккумулятор

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.

Благодаря нему легко контролировать уровень электролита в отдельных ячейках.

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

Некоторые модификации свинцово-кислотных АКБ теряют заряд при низких температурах
Некоторые модификации свинцово-кислотных АКБ теряют заряд при низких температурах

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

Сила тока не должна превышать штатный и максимальный разрядный ток аккумулятора
Сила тока не должна превышать штатный и максимальный разрядный ток 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.

Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации
Adblock
detector