Альтернативные источники энергии всё чаще применяют для подачи электричества в жилые дома. Поскольку схемы производства и расхода электроэнергии не совпадают, нужно организовать её хранение для дальнейшего использования. Вы согласны?
Чтобы использовать энергию в нужный момент, в схему добавляют аккумуляторы к солнечным батареям. Расскажем, как правильно выбрать устройства для работы в режиме зарядки и разрядки. Наши советы помогут подобрать оптимальную модель.
Аккумуляторы в системе бытовой гелеоэнергетики
Знание особенностей применения аккумуляторов в системах, работающих на энергии солнца, поможет сделать оптимальный выбор оборудования и повысить эффективность всей системы.
Чтобы сделать осознанный выбор, нужно детально изучить способы изготовления аккумулятора (блока) и принципы расчёта его ключевых параметров.
Метод слияния устройств в одно целое
Жилые и промышленные строения расходуют электроэнергию в объёме, превосходящем возможности одного аккумулятора. Для систем солнечной энергетики с большим числом электроприборов требуется создать группу аккумуляторных батарей, подобную такому коллективному объединению. солнечных панелей.
Подключить аккумуляторные батареи к общему источнику энергии можно параллельно, последовательно или комбинированным методом.
Аккумуляторные батареи устанавливают в помещениях с температурой от десяти до двадцати пяти градусов Цельсия, чтобы защитить их от влаги. Такая установка увеличивает срок работы устройств и снижает расход электроэнергии.
Современное производство аккумуляторов для жилья учитывает экологические требования, поэтому дополнительная вентиляция помещений не требуется.
Тем не менее, устанавливать их в жилых комнатах не рекомендуется.
Из-за большого веса аккумуляторных батарей (примерно 70 килограмм вес прибора на 12 Вольт и 200 Ач) необходимо располагать их на полу или крепких, надежно закрепленных стеллажах.
Чтобы избежать выхода из строя аккумуляторных батарей и потенциальной угрозы здоровью людей (в случае с системами на жидком электролите), необходимо предотвратить падение с высоты.
Чем длиннее силовой кабель, тем больше у него электрическое сопротивление, вследствие чего снижается эффективность системы. В связи с этим аккумуляторы располагают максимально близко друг к другу, чтобы сократить общую длину проводов.
Особенности функционирования системы
При параллельном и комбинированном последовательно-параллельном соединении аккумуляторов в один массив возможны разбалансировка устройств по уровню заряда. Это приводит к тому, что устройство работает не в полном цикле, а значит, его ресурс выработается быстрее.
Солнечные электростанции постоянно поставляют электричество. контролеромУстройство, регулирующее заряд аккумуляторов, при использовании группы батарей требует установки перемычек для выравнивания заряда.
Чтобы избежать проблем с неравномерной зарядкой и разрядкой батарей, собранных в единый массив, применяйте устройства одной модели, желательно – одной партии.
Практически все бытовые приборы можно снабдить источником питания на 12 или 24 Вольта, например, холодильниками и телевизорами. Но прокладка разводки с таким напряжением по дому нецелесообразна из-за большой мощности тока.
Реализация данной идеи потребует кабеля высокого класса с увеличенным сечением жил, что приведет к значительным потерям из-за электрического сопротивления.
Вблизи аккумуляторных батарей размещают. инвертор – устройство для преобразования электрического напряжения.
Кроме того, фактическое напряжение, подаваемое аккумулятором, может немного не соответствовать указанному. схеме с солнечными батареями Гелевые аккумуляторы обеспечивают напряжение 13-13,5 вольт, вследствие чего инвертор действует как стабилизатор.
Расчет необходимой емкости батарей
Емкость аккумуляторов определяют с учетом ожидаемого времени работы без подзарядки и общей мощности используемых электроустройств.
Среднее значение мощности электроприбора по времени можно вычислить следующим способом:
P = P1 * (T1 / T2),
Где:
- P1 – паспортная мощность прибора;
- T1 – время работы прибора;
- T2 – общее расчетное время.
Почти по всей России бывают протяженные промежутки времени, когда… солнечные батареи Работа приостановлена из-за непогоды.
Установка больших аккумуляторных масс для полного заряда лишь несколько раз в году невыгодна. Поэтому выбор промежутка времени, когда устройства будут функционировать исключительно на разряд, должен основываться на среднем значении.
Если предполагается применять собранную энергию в течение дня, например,… отоплении на солнечных батареяхЕсли есть сомнения, стоит взять больший интервал, например, 30 часов.
Если долго не удается пользоваться солнечными батареями, потребуется альтернативная система электроснабжения, например, с использованием дизельного или газового генератора.
Полностью заряженная батарея емкостью 100 % обеспечит выходную мощность, которая рассчитывается по формуле.
P = U x I
Где:
- U – напряжение;
- I – сила тока.
Аккумулятор напряжением 12 вольт и силой тока 200 ампер генерирует 2400 ватт (2,4 кВт). Чтобы рассчитать общую мощность группы аккумуляторов, нужно сложить мощности каждого отдельного аккумулятора.
Полученный итог следует умножить на несколько корректирующих коэффициентов.
- При надлежащей настройке напряжения и мощности на входном этапе инвертора показатель его полезного действия составит от 92% до 96%.
- Эффективность силовых кабелей напрямую зависит от минимизации длины проводов между аккумуляторами и инвертором, что позволяет уменьшить электрическое сопротивление. В реальных условиях КПД варьируется от 0,98 до 0,99.
- Минимально допустимое разряжение батарей составляет 15%, что соответствует коэффициенту примерно 0,85. Превышение этого предела сокращает срок службы устройства.
- С течением времени происходит старение устройств, возрастает их внутреннее сопротивление, что приводит к неизменному снижению емкости. Эксплуатация устройств с остаточной емкостью менее 70% нецелесообразна, поэтому значение показателя берётся равным 0,7.
КПД аккумулятора — это отношение полученной энергии к отданной, но считать его при выборе аккумулятора не стоит.
Объем энергии, которую может отдать аккумулятор, указан в технических характеристиках.
Коэффициент при расчёте необходимого объёма для новых аккумуляторных батарей составит примерно 0,8, для старых – перед выводом из эксплуатации – 0,55.
Максимально допустимые токи
В инструкции по эксплуатации для каждого аккумулятора указан максимальный зарядный ток. Переполнение этого значения приводит к перегреву устройства, быстрому и необратимому ухудшению его характеристик.
Поэтому при выборе батарей для сборки систем с аккумулятором Нужно удостовериться, что возможно потребление электричества, производимого солнечными батареями.
Ещё важен показатель – допустимый разрядный ток.
- Номинальный разрядный ток аккумулятора — это значение тока, при котором аккумулятор может работать без ущерба, и меньше которого. Работа всех устройств, подключенных к электрической системе, должна осуществляться с этим показателем.
- Максимальное количество тока, которое при кратковременных нагрузках может выдать устройство в пиковые моменты. Такая нагрузка возможна при запуске определенного оборудования, к примеру, с компрессорами холодильника или кондиционера.
Длительное превышение первого показателя или кратковременное второго приводит к быстрому износу аккумулятора. По мере старения устройств эти показатели уменьшаются на 20-30%, что тоже важно учитывать.
Особенности устройства и основные параметры
Автомобильные аккумуляторы непригодны для задач с большим числом циклов заряда и разряда. В качестве альтернативного и резервного источника энергии применяют другие устройства. Высокая стоимость таких устройств требует тщательного изучения всех параметров до покупки.
Используемые типы для альтернативной энергетики
В альтернативной энергетике и установках в зданиях преимущественно используются необслуживаемые аккумуляторы.
Такой подход позволяет свести к минимуму опасность физического или химического воздействия аккумуляторов на людей, атмосферный воздух и окружающие предметы. В связи с этим не требуется углубленного изучения строения и физико-химических особенностей работы аккумуляторов разных видов. Стоит сосредоточиться на различиях в основных технических параметрах устройств.
Аккумуляторы типа OPzS построены аналогично самым обычным свинцово-кислотным батареям.
Изменения в форме положительной пластины обеспечивают существенно большее количество циклов заряда и разряда по сравнению с автомобильными аккумуляторами.
Наличие жидкого электролита – недостаток, способный стать опасным в случае разгерметизации. Цены средние.
Применение щелочных (никелевых) аккумуляторов ограничено из-за их способности работать с малыми токами во время зарядки и обязательной необходимости пройти полный цикл от заряженного до разряженного состояния.
Эти устройства тяжелее и больше конкурентов с аналогичной емкостью. При разгерметизации представляют опасность. Имеют низкую цену.
Аккумуляторы AGM содержат электролит в связном состоянии внутри структуры из стекловолокна. Их зарядка возможна малыми токами. Практически безопасные, они располагаются в среднем ценовом сегменте по сравнению с другими аккумуляторами.
В гелевых аккумуляторах электролит с добавлением оксида кремния имеет гелеобразную консистенцию. Такие устройства характеризуются высокой безопасностью и хорошими показателями, но стоят дорого.
Аккумуляторные батареи на основе лития, например литий-железо-фосфатные, очень хорошие по характеристикам, компактны и весят мало, а также практически безопасны. Стоимость их же значительно выше, чем у конкурирующих типов устройств, даже гелевых.
С точки зрения стоимости и технических параметров гелевые и литиевые аккумуляторы самые выгодные. Однако высокие начальные инвестиции делают другие типы устройств популярными на рынке аккумуляторных систем в сфере альтернативной энергетики.
На российском рынке пользуются популярностью аккумуляторы таких брендов:
Аккумуляторы обладают прекрасными показателями работы и невысокой стоимостью.
Выбор модели аккумулятора
При выборе аккумуляторных батарей для солнечной энергии обратите внимание на следующие основные характеристики.
- Напряжение и емкость определяют мощность аккумулятора.
- Максимальная глубина разряда, которая позволяет аккумулятору работать в течение срока службы, указанного производителем.
- Запас циклов зарядки и разрядки обеспечен при выполнении всех технических требований.
- Скорость разряда аккумулятора во время простоя, показывающая, как быстро теряется энергия.
- Максимальное значение тока, при котором аккумулятор может принимать электроэнергию в течение определённого периода без повреждений, влияющих на его работу.
- Ток разряда, показывающий объем энергии, который аккумулятор может непрерывно выделять в течение заданного периода без нарушения работы.
- Максимальная мощность тока разряда аккумулятора показывает, сколько энергии может дать устройство в течение короткого промежутка времени, не потеряв работоспособности.
- оптимальная температура для работы устройства;
- Необходим размер и масса аккумуляторов для определения места расположения и метода крепления.
Все эти характеристики указаны в технических документах, доступных для скачивания на сайтах ведущих производителей.
Выводы и полезное видео по теме
Особенности работы аккумуляторных батарей в солнечных энергетических системах.
Типы стартовых аккумуляторов: сравнение характеристик и применимости в сфере альтернативной энергетики.
Применение литиевых аккумуляторов типа LiFePO4 в устройствах на примере блоков из автотехники: особенности эксплуатации.
Правильно подобранные аккумуляторы гарантируют безотказную работу автономной энергетической системы. Не стоит экономить на источнике накопления энергии: начальные затраты оправдаются длительной непрерывной работой системы в течение нескольких лет.
Пожалуйста, оставляйте комментарии, вопросы и фотографии внизу, связанные с темой статьи. Расскажите о выборе аккумуляторов для мини-электростанции на даче, работающей от солнечной энергии. providedIn информацию, полезную для гостей сайта.