Batterier til solpaneler: oversigt over typer af egnede batterier og deres funktioner

Alternative energisystemer bruges i stigende grad til at forsyne boliger med elektricitet.Da former for produktion og forbrug af elektricitet er forskellige, er det nødvendigt at sikre dens akkumulering til efterfølgende output. Er du enig?

For at kunne bruge energi i det tidsrum, som ejeren kræver, indgår batterier til solpaneler i ordningen. Vi vil fortælle dig, hvordan du korrekt vælger enheder designet til at fungere i opladnings- og afladningscyklusser. Vores anbefalinger hjælper dig med at vælge den optimale model.

Batterier i et husholdnings solenergisystem

Forståelse af metoderne og nuancerne ved at bruge batterier, når du forsyner et anlæg med elektricitet fra solpaneler, giver dig mulighed for at træffe det rigtige valg af enheder og sikre maksimal systemeffektivitet.

For at foretage et informeret køb skal du grundigt forstå metoderne til at skabe et batterisystem (blok) og reglerne for beregning af hovedegenskaberne.

Metode til at kombinere enheder i et enkelt array

Bolig- og industriapplikationer bruger elektriske belastninger, der overstiger kapaciteten af ​​et enkelt batteri. Hvis solenergisystemet er designet til et stort antal elektriske apparater, er det nødvendigt at oprette en række genopladelige batterier efter eksemplet med en sådan kombination solpaneler.

Tilslutning af batterier til et enkelt elektrisk lagerarray kan udføres parallelt, serielt eller blandet. Valget afhænger af den nødvendige udgangseffekt og spænding.

Afhængigt af hvordan batterierne er forbundet til hinanden, kan du opnå forskellige udgangsspændingsværdier, men du bør ikke lave meget komplekse kredsløb for at undgå dannelsen af ​​udligningsstrøm mellem enheder i arrayet

Batterier placeres i et hus eller en anden bygning for at sikre, at omgivelsestemperaturen er i intervallet 10 til 25 grader Celsius over nul og for at forhindre vand i at trænge ind i dem. Dette forlænger enhedernes levetid betydeligt og reducerer energitab.

Moderne teknologier til produktion af genopladelige batterier beregnet til placering i beboelsesbygninger giver øgede miljømæssige sikkerhedsforanstaltninger. Derfor er det ikke nødvendigt at tage særlige forholdsregler for intensiv ventilation af rummet. De bør dog ikke placeres i stuer.

Da batterier har en betydelig vægt (en 12 Volt og 200 Ah enhed vejer ca. 70 kg), skal de placeres på gulvet eller på stærke og sikkert fastgjorte stativer.

Det er nødvendigt at forhindre muligheden for, at batterier falder fra en højde, da de i dette tilfælde vil svigte, og systemer med flydende elektrolyt er også farlige for menneskers sundhed, hvis de bliver trykløse.

Når længden af ​​strømkablet øges, øges den elektriske modstand, hvilket fører til et fald i systemets effektivitet. Derfor praktiseres det at placere batterier tæt på hinanden for at minimere den samlede længde af ledninger.

Batteriholderen skal kunne bære en masse vægt. Så en blok med otte 200-ampere batterier vejer mere end et halvt ton

Funktioner af systemets funktion

Med parallel og kombineret serie-parallel tilslutning af batterier til et enkelt array, kan enheder blive ubalancerede med hensyn til opladningsniveau. Dette fører til det faktum, at enheden ikke fungerer i fuld cyklus, hvilket betyder, at dens ressource bliver opbrugt hurtigere.

Systemet til at generere elektricitet fra solen er altid udstyret controller, som styrer batteriopladningen. I tilfælde af at skabe et array af batterier, er det desuden nødvendigt at installere ladningsudlignende jumpere.

For at undgå problemer med ujævn opladning og afladning af batterier kombineret i et enkelt array, er det nødvendigt at bruge enheder af samme model, eller endnu bedre, fra samme batch. Denne regel er ikke kun relevant for solenergisystemer.

Nu kan næsten alle boliger forsynes med apparater, der fungerer på et 12 eller 24 volt netværk, herunder køleskabe, fjernsyn osv. Men ledninger med en sådan spænding i hele huset giver ikke mening, da strømstyrken vil være meget høj.

Dette betyder, at når man implementerer en sådan idé, kræves et dyrt kabel med et stort tværsnit af kerner, og tab fra elektrisk modstand vil være høje.

For næsten alle husholdningsapparater er der modeller, der fungerer på et 12-volt DC-netværk. Hvis det elektriske kabeltræk ikke er for langt, kan et lavspændingssystem anvendes

Derfor installerer de i umiddelbar nærhed af batterier inverter – en anordning til konvertering af elektrisk spænding.

Derudover kan den faktiske udgangsspænding fra batteripakken afvige en smule fra den angivne spænding. Så fuldt opladede er populære til brug i ordning med solpaneler gel-batterier producerer en spænding på 13-13,5 volt, så inverteren fungerer som en stabilisator.

Beregning af nødvendig batterikapacitet

Batteriernes kapacitet beregnes ud fra den forventede periode med autonom drift uden genopladning og det samlede strømforbrug for elektriske apparater.

Den gennemsnitlige effekt af et elektrisk apparat over et tidsinterval kan beregnes som følger:

P = P₁ *(T₁ /T₂),

Hvor:

• P₁ – enhedens nominelle effekt;
• T₁ – enhedens driftstid;
• T₂ – samlet estimeret tid.

Næsten i hele Ruslands territorium er der lange perioder, hvor solpaneler vil ikke fungere på grund af dårligt vejr.

Det er ikke omkostningseffektivt at installere store rækker af batterier for at oplade dem fuldt ud kun et par gange om året. Derfor skal valget af det tidsinterval, i hvilket enhederne kun vil fungere ved afladning, nærmes ud fra den gennemsnitlige statistiske værdi.

Mængden af ​​energi genereret af solpaneler afhænger af tætheden af ​​skyerne. Hvis overskyet vejr ikke er ualmindeligt i regionen, skal manglen på indgående strøm tages i betragtning ved beregning af batteripakkens volumen

Hvis du planlægger at bruge den akkumulerede energi i løbet af dagen, f.eks solvarme, så er det bedre at tage højde for et lidt større interval, såsom 30 timer.

I tilfælde af en længere periode, hvor det ikke er muligt at bruge solpaneler, er det nødvendigt at bruge et andet system til at generere elektricitet, baseret på for eksempel en diesel- eller gasgenerator.

Et 100 % opladet batteri kan producere strøm, før det er helt afladet, hvilket kan beregnes ved hjælp af formlen:

P = U x I

Hvor:

• U – spænding;
• I – nuværende styrke.

Så et batteri med en spænding på 12 volt og en strøm på 200 ampere kan generere 2400 watt (2,4 kW). For at beregne den samlede effekt af flere batterier skal du sammenlægge de opnåede værdier for hver af dem.

Der er batterier med høj effekt til salg, men de er dyre. Nogle gange er det meget billigere at købe flere almindelige enheder komplet med tilslutningskabler

Det opnåede resultat skal ganges med flere reducerende faktorer:

• Inverter effektivitet. Med korrekt afstemning af spænding og effekt ved indgangen til inverteren opnås en maksimal værdi på 0,92 til 0,96.
• Effektivitet af strømkabler. Det er nødvendigt at minimere længden af ​​ledningerne, der forbinder batterierne, og afstanden til inverteren for at reducere den elektriske modstand. I praksis er værdien af ​​indikatoren fra 0,98 til 0,99.
• Minimum tilladt batteriafladning. For ethvert batteri er der en nedre opladningsgrænse, ud over hvilken enhedens levetid reduceres betydeligt. Typisk sætter controllere minimumsladningsværdien til 15 %, så koefficienten er omkring 0,85.
• Maksimalt tilladt tab af kapacitet før batteriskift. Over tid ældes enheder, og deres indre modstand stiger, hvilket fører til et irreversibelt fald i deres kapacitet. Det er urentabelt at bruge enheder, hvis resterende kapacitet er mindre end 70%, så værdien af ​​indikatoren skal tages som 0,7.

I modsætning til hvad mange tror, ​​bør batterieffektivitet - forholdet mellem modtaget og leveret elektricitet - ikke medtages i beregningen. Batterikapaciteten angivet i den tekniske dokumentation tager højde for den mulige returmængde.

Som følge heraf vil værdien af ​​integralkoefficienten ved beregning af den nødvendige kapacitet for nye batterier være cirka 0,8, og for gamle, før de afskrives, vil den være 0,55.

For at forsyne et hjem med elektricitet under en opladnings-afladningscyklus på 1 dag, kræves der 12 batterier. Når en blok med 6 enheder arbejder til afladning, oplades den anden blok

Maksimalt tilladte strømme

For hvert batteri angiver den tekniske dokumentation den maksimalt tilladte ladestrøm. Overskridelse af denne værdi fører til overophedning af enheden, et skarpt og irreversibelt fald i dens ydeevne.

Derfor, når du vælger batterier til batterisystemsamling du skal sikre dig, at de kan håndtere den elektricitet, som solpanelerne genererer.

En anden vigtig indikator er den tilladte afladningsstrøm:

• Standard afladningsstrøm, hvis værdi (eller en mindre værdi) batteriet er designet til at fungere ved. Driften af ​​alt elektrisk udstyr forbundet til systemet skal sikres ved hjælp af denne indikator.
• Den maksimale afladningsstrøm, som enheden kan levere i kort tid under spidsbelastninger. Sådanne belastninger kan opstå, når noget udstyr er tændt, for eksempel dem, der indeholder køleskab eller aircondition-kompressorer.

Overskridelse af den første indikator i lang tid eller den anden i kort tid fører til for tidligt slid på batteriet. Efterhånden som enheder ældes, falder disse tal med 20-30 %, hvilket også skal tages i betragtning.

Enhedsfunktioner og hovedparametre

Bilbatterier er ikke designet til at håndtere mange op- og afladningscyklusser. Til alternativ energi og reserveenergi anvendes enheder af en anden type. Da deres omkostninger er høje, er det nødvendigt at omhyggeligt studere alle parametre før køb.

Driftstilstandene for et batteri i en bil og i et alternativt energisystem er så forskellige, at dets formål er angivet selv på selve enheden

Typer, der bruges til alternativ energi

Næsten alle batterier, der anvendes i alternativ energi og installeres i bygninger, er af den vedligeholdelsesfrie type. Brugeren er ikke i stand til at udføre fysiske operationer med dem, der påvirker deres struktur.

Dette gøres for at minimere risikoen for fysisk eller kemisk eksponering af batterier for mennesker, luften og deres omgivelser. Derfor er der ikke behov for en detaljeret undersøgelse af strukturen og fysiske og kemiske nuancer af driften af ​​forskellige typer batterier. Der bør lægges mere vægt på forskellene i enhedernes grundlæggende tekniske egenskaber.

OPzS-batterier er designet som simple bly-syre-enheder. Ændringen i formen af ​​den positive plade giver mulighed for et betydeligt højere antal opladnings- og afladningscyklusser end tilsvarende biler.

Ulempen er tilstedeværelsen af ​​flydende elektrolyt, som kan være farligt, hvis de aftager trykket. Gennemsnitlig pris niche.

Alkaliske (nikkel) batterier bruges sjældent på grund af deres ufølsomhed over for lave strømme under opladning og behovet for at gennemgå en fuld cyklus fra opladet til afladet tilstand. Ellers vil batterikapaciteten falde.

Disse enheder har også større vægt og dimensioner sammenlignet med konkurrenter med samme kapacitet. Farlig ved trykløshed. Lavpris niche.

Trykaflastning af batteriet er mulig på grund af en intern defekt, for høj ladestrøm, fald fra en højde eller drift under uegnede forhold. De største problemer i dette tilfælde vil blive skabt af enheder, der indeholder væsker, der er farlige på grund af fordampning.

I AGM-batterier er elektrolytten bundet i en glasfiberstruktur. De kan oplades med lav strøm.De er praktisk talt sikre og indtager en gennemsnitlig prisniche blandt konkurrenterne.

I GE (gel) batterier tilsættes siliciumoxid til elektrolytten, hvilket resulterer i en gel-lignende tilstand. Enhederne har en høj grad af sikkerhed og god ydeevne. Høj pris niche.

Batterier til alternativ energi sælges ikke i bilbutikker. Du kan købe dem hos virksomheder, der sælger solpaneler, vindkraftværker eller via internettet.

Lithium-baserede batterier (for eksempel lithium-jernfosfat-modeller) har meget god ydeevne, er kompakte, har væsentlig mindre vægt og er praktisk talt sikre. Imidlertid er deres omkostninger betydeligt højere end for konkurrerende typer enheder, selv gel.

Set fra forholdet mellem pris og tekniske egenskaber er gel- og lithiumbatterier de mest attraktive. Men engangsinvesteringen i dem er ret stor, så andre typer enheder er også udbredt på batterimarkedet for alternativ energi.

Følgende batterimærker er i aktiv efterspørgsel på hjemmemarkedet:

De præsenterede batterier er kendetegnet ved fremragende ydeevne og en overkommelig pris.

Valg af batterimodel

De vigtigste parametre for solenergibatterier, som du skal være opmærksom på, når du køber, er følgende:

• spænding og kapacitet, der bestemmer batteristyrken;
• dybde af sikker maksimal afladning, afhængig af hvilken batteriet kan fungere inden for de tidsfrister, der er angivet af producenten;
• garanteret antal opladnings- og afladningscyklusser underlagt alle tekniske betingelser;
• selvafladningsværdi, der karakteriserer intensiteten af ​​elektricitetstab i et opladet batteri under inaktiv tid;
• maksimal ladestrøm, som bestemmer mængden af ​​elektricitet pr. tidsenhed, som batteriet kan acceptere uden at kompromittere yderligere drift;
• standard afladningsstrøm, som bestemmer mængden af ​​elektricitet pr. tidsenhed, som batteriet er i stand til at levere i lang tid uden at kompromittere yderligere drift;
• maksimal afladningsstrøm, som bestemmer mængden af ​​elektricitet pr. tidsenhed, som batteriet er i stand til at levere i kort tid uden at kompromittere yderligere drift;
• optimal temperatur for enhedens drift;
• størrelse og vægt af batteriet, kendskab til hvilket er nødvendigt for at vælge deres placering og installationsmetode.

Alle disse parametre er beskrevet i teknisk dokumentation, som er offentliggjort elektronisk på alle større producenters hjemmeside.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Gennemgang af nuancerne i funktion af forskellige typer batterier til solsystemer:

Sammenligning af forskellige typer startbatterier. Fordele og ulemper ved alternativ energi:

Erfaring med at bruge lithium (LiFePo4) batterier. En rigtig blok af biludstyr, nuancerne af dens drift:

Det korrekte valg af batterier i henhold til deres parametre vil sikre pålidelig drift af det alternative energisystem.Der er ingen grund til at spare for meget på en ellagerenhed - den indledende opstartsinvestering vil blive tjent tilbage ved uafbrudt drift af systemet i flere år fremover.

Skriv venligst kommentarer i blokken nedenfor, stil spørgsmål, post billeder om emnet for artiklen. Fortæl os om, hvordan du har valgt batterier til dit landlige minikraftværk fra solpaneler. Del oplysninger, der vil være nyttige for besøgende på webstedet.