Batterier för solpaneler: översikt över typer av lämpliga batterier och deras egenskaper

Alternativa energisystem används i allt större utsträckning för att förse bostadshus med el.Eftersom metoderna för produktion och förbrukning av el skiljer sig åt, är det nödvändigt att säkerställa dess ackumulering för efterföljande produktion. Håller du med?

För att kunna använda energi under den tid som krävs av ägaren ingår batterier för solpaneler i systemet. Vi kommer att berätta hur du korrekt väljer enheter utformade för att fungera i laddnings- och urladdningscykler. Våra rekommendationer hjälper dig att välja den optimala modellen.

Batterier i ett hushålls solenergisystem

Att förstå metoderna och nyanserna för att använda batterier när du tillhandahåller en anläggning med el från solpaneler gör att du kan göra rätt val av enheter och säkerställa maximal systemeffektivitet.

För att göra ett informerat köp måste du noggrant förstå metoderna för att skapa en batterimatris (block) och reglerna för att beräkna huvudegenskaperna.

Metod för att kombinera enheter till en enda array

Bostads- och industriapplikationer förbrukar elektrisk belastning som överstiger kapaciteten för ett enda batteri. Om solenergisystemet är utformat för ett stort antal elektriska apparater, är det nödvändigt att skapa en rad uppladdningsbara batterier efter exemplet med en sådan kombination solpaneler.

Att ansluta batterier till en enda elektrisk lagringsanordning kan göras parallellt, seriellt eller blandat. Valet beror på önskad uteffekt och spänning.

Beroende på hur batterierna är anslutna till varandra kan du uppnå olika utspänningsvärden, men du bör inte skapa mycket komplexa kretsar för att undvika bildandet av utjämningsström mellan enheter i arrayen

Batterier placeras i ett hus eller annan byggnad för att säkerställa att omgivningstemperaturen ligger i intervallet 10 till 25 grader Celsius över noll och för att förhindra att vatten kommer in i dem. Detta förlänger avsevärt enheternas livslängd och minskar energiförlusterna.

Modern teknik för tillverkning av laddningsbara batterier avsedda för placering i bostadshus ger ökade miljösäkerhetsåtgärder. Därför finns det inget behov av att vidta några särskilda åtgärder för intensiv ventilation av rummet. De bör dock inte placeras i vardagsrum.

Eftersom batterier har en betydande vikt (en 12 Volt och 200 Ah enhet väger ca 70 kg) måste de placeras på golvet eller på starka och säkert fästa ställ.

Det är nödvändigt att förhindra möjligheten att batterier faller från en höjd, eftersom de i detta fall kommer att misslyckas, och system med flytande elektrolyt är också farliga för människors hälsa om de blir trycklösa.

När längden på strömkabeln ökar ökar det elektriska motståndet, vilket leder till en minskning av systemets effektivitet. Därför är det praxis att placera batterier nära varandra för att minimera den totala längden på kablar.

Batteristället måste klara mycket vikt. Så ett block med åtta 200-ampers batterier väger mer än ett halvt ton

Funktioner i systemets funktion

Med parallell och kombinerad serie-parallell anslutning av batterier till en enda array, kan enheter bli obalanserade när det gäller laddningsnivå. Detta leder till att enheten inte kommer att fungera i full cykel, vilket innebär att dess resurs kommer att förbrukas snabbare.

Systemet för att generera el från solen är alltid utrustat kontroller, som styr batteriladdningen. I fallet med att skapa en uppsättning batterier är det dessutom nödvändigt att installera laddningsutjämnande byglar.

För att undvika problem med ojämn laddning och urladdning av batterier kombinerade till en enda array är det nödvändigt att använda enheter av samma modell, eller ännu bättre, från samma batch. Denna regel är relevant inte bara för solenergisystem.

Nu kan nästan alla bostäder förses med apparater som fungerar på ett 12- eller 24-voltsnätverk, inklusive kylskåp, tv-apparater, etc. Men ledningar med sådan spänning i hela huset är inte vettigt, eftersom den nuvarande effekten kommer att vara mycket hög.

Detta innebär att när man implementerar en sådan idé krävs en dyr kabel med ett stort tvärsnitt av kärnor och förlusterna från elektriskt motstånd blir höga.

För nästan alla hushållsapparater finns det modeller som fungerar på ett 12-volts DC-nätverk. Om den elektriska kabeldragningen inte är för lång kan ett lågspänningssystem användas

Därför installerar de i omedelbar närhet av batterier inverter – en anordning för omvandling av elektrisk spänning.

Dessutom kan den faktiska utspänningen från batteripaketet skilja sig något från den angivna spänningen. Så fulladdade är populära att använda i system med solpaneler gelbatterier producerar en spänning på 13-13,5 volt, så växelriktaren fungerar som en stabilisator.

Beräkning av nödvändig batterikapacitet

Batteriernas kapacitet beräknas utifrån den förväntade perioden av autonom drift utan omladdning och den totala strömförbrukningen för elektriska apparater.

Medeleffekten för en elektrisk apparat under ett tidsintervall kan beräknas enligt följande:

P = P₁ *(T₁ /T₂),

Var:

• P₁ – enhetens märkeffekt;
• T₁ – drifttid för enheten;
• T₂ – total beräknad tid.

Nästan över hela Rysslands territorium finns det långa perioder när solpaneler kommer inte att fungera på grund av dåligt väder.

Det är inte kostnadseffektivt att installera stora mängder batterier för att ladda dem helt bara några gånger om året. Därför måste valet av tidsintervallet under vilket enheterna kommer att fungera endast vid urladdning närma sig baserat på det genomsnittliga statistiska värdet.

Mängden energi som genereras av solpaneler beror på molnens densitet. Om molnigt väder inte är ovanligt i regionen, måste bristen på inkommande ström tas med i beräkningen när volymen på batteripaketet beräknas

Om du planerar att använda den ackumulerade energin under dagen, t.ex solvärme, då är det bättre att ta hänsyn till ett lite större intervall, till exempel 30 timmar.

Vid en lång period då det inte är möjligt att använda solpaneler är det nödvändigt att använda ett annat system för att generera el, baserat till exempel på en diesel- eller gasgenerator.

Ett 100 % laddat batteri kan producera ström innan det är helt urladdat, vilket kan beräknas med formeln:

P = U x I

Var:

• U – spänning;
• I – nuvarande styrka.

Så ett batteri med en spänning på 12 volt och en ström på 200 ampere kan generera 2400 watt (2,4 kW). För att beräkna den totala effekten för flera batterier måste du lägga ihop värdena som erhållits för vart och ett av dem.

Det finns batterier med hög effekt till försäljning, men de är dyra. Ibland är det mycket billigare att köpa flera vanliga enheter kompletta med anslutningskablar

Det erhållna resultatet måste multipliceras med flera reducerande faktorer:

• Inverter effektivitet. Med korrekt matchning av spänning och effekt vid ingången till växelriktaren kommer ett maximalt värde på 0,92 till 0,96 att uppnås.
• Effektivitet av kraftkablar. Att minimera längden på kablarna som ansluter batterierna och avståndet till växelriktaren är nödvändigt för att minska det elektriska motståndet. I praktiken är värdet på indikatorn från 0,98 till 0,99.
• Minsta tillåtna batteriurladdning. För alla batterier finns det en lägre laddningsgräns, utöver vilken enhetens livslängd reduceras avsevärt. Normalt ställer styrenheter in minimiladdningsvärdet till 15 %, så koefficienten är cirka 0,85.
• Maximalt tillåten kapacitetsförlust innan batteribyte. Med tiden åldras enheter och deras inre motstånd ökar, vilket leder till en oåterkallelig minskning av deras kapacitet. Det är olönsamt att använda enheter vars restkapacitet är mindre än 70%, så värdet på indikatorn bör tas som 0,7.

I motsats till vad många tror bör batterieffektivitet - förhållandet mellan mottagen och tillförd el - inte inkluderas i beräkningen. Batterikapaciteten som anges i den tekniska dokumentationen tar hänsyn till den möjliga returvolymen.

Som ett resultat kommer värdet på integralkoefficienten vid beräkning av den erforderliga kapaciteten för nya batterier att vara cirka 0,8, och för gamla, innan de skrivs av, kommer det att vara 0,55.

För att förse ett hem med elektricitet under en laddnings-urladdningscykel på 1 dag krävs 12 batterier. När ett block med 6 enheter arbetar för urladdning kommer det andra blocket att laddas

Maximalt tillåtna strömmar

För varje batteri anger den tekniska dokumentationen den högsta tillåtna laddningsströmmen. Att överskrida detta värde leder till överhettning av enheten, en kraftig och irreversibel minskning av dess prestanda.

Därför, när du väljer batterier för batterisystemmontering du måste se till att de kan hantera elen som genereras av solpanelerna.

En annan viktig indikator är den tillåtna urladdningsströmmen:

• Standardurladdningsström, vars värde (eller ett mindre värde) batteriet är konstruerat för att fungera vid. Funktionen av all elektrisk utrustning som är ansluten till systemet måste säkerställas med denna indikator.
• Den maximala urladdningsström som enheten kan ge under en kort tid under toppbelastning. Sådana belastningar kan uppstå när viss utrustning är påslagen, till exempel de som innehåller kylskåp eller luftkonditioneringskompressorer.

Att överskrida den första indikatorn under lång tid eller den andra under en kort tid leder till för tidigt slitage av batteriet. När enheterna åldras minskar dessa siffror med 20-30 %, vilket också måste beaktas.

Enhetsfunktioner och huvudparametrar

Bilbatterier är inte konstruerade för att klara många laddnings- och urladdningscykler. För alternativ energi och reservenergi används enheter av annan typ. Eftersom deras kostnad är hög är det nödvändigt att noggrant studera alla parametrar innan du köper.

Driftlägena för ett batteri i en bil och i ett alternativt energisystem är så olika att dess syfte indikeras även på själva enheten

Typer som används för alternativ energi

Nästan alla batterier som används inom alternativ energi och installeras i byggnader är av den underhållsfria typen. Användaren kan inte utföra fysiska operationer med dem som påverkar deras struktur.

Detta görs för att minimera risken för fysisk eller kemisk exponering av batterier för människor, luften och deras omgivning. Därför finns det inget behov av en detaljerad studie av strukturen och fysikaliska och kemiska nyanser av driften av olika typer av batterier. Mer uppmärksamhet bör ägnas åt skillnaderna i de grundläggande tekniska egenskaperna hos enheterna.

OPzS-batterier är utformade som enkla bly-syra-enheter. Förändringen i formen på den positiva plattan möjliggör ett betydligt högre antal laddnings- och urladdningscykler än motsvarande bilar.

Nackdelen är närvaron av flytande elektrolyt, vilket kan vara farligt om de minskar trycket. Genomsnittlig prisnisch.

Alkaliska (nickel) batterier används sällan på grund av deras okänslighet för låga strömmar vid laddning och behovet av att gå igenom en hel cykel från laddat till urladdat tillstånd. Annars kommer batterikapaciteten att minska.

Dessutom har dessa enheter större vikt och dimensioner jämfört med konkurrenter med samma kapacitet. Farligt om trycket sänks. Lågprisnisch.

Tryckavlastning av batteriet är möjligt på grund av en intern defekt, överdriven laddningsström, fall från höjd eller drift under olämpliga förhållanden. De största problemen i det här fallet kommer att skapas av enheter som innehåller vätskor som är farliga på grund av avdunstning.

I AGM-batterier är elektrolyten bunden i en glasfiberstruktur. De kan laddas med låga strömmar.De är praktiskt taget säkra och upptar en genomsnittlig prisnisch bland konkurrenterna.

I GE (gel) batterier tillsätts kiseloxid till elektrolyten, vilket resulterar i ett gelliknande tillstånd. Enheterna har en hög grad av säkerhet och bra prestanda. Högt pris nisch.

Batterier för alternativ energi säljs inte i bilaffärer. Du kan köpa dem från företag som säljer solpaneler, vindkraftverk eller via Internet.

Litiumbaserade batterier (till exempel modeller av litiumjärnfosfat) har mycket bra prestanda, är kompakta, har betydligt mindre vikt och är praktiskt taget säkra. Deras kostnad är dock betydligt högre än för konkurrerande typer av enheter, även gel.

Med tanke på förhållandet mellan pris och tekniska egenskaper är gel- och litiumbatterier de mest attraktiva. Men den initiala engångsinvesteringen i dem är ganska stor, så andra typer av enheter är också utbredda på batterimarknaden för alternativ energi.

Följande märken av batterier efterfrågas aktivt på den inhemska marknaden:

De presenterade batterierna kännetecknas av utmärkta prestandaegenskaper och ett överkomligt pris.

Välja batterimodell

De viktigaste parametrarna för solenergibatterier som du måste vara uppmärksam på när du köper är följande:

• spänning och kapacitet som bestämmer batterieffekten;
• djup av säker maximal urladdning, under förutsättning att batteriet kan fungera inom de tidsgränser som anges av tillverkaren;
• garanterat antal laddnings- och urladdningscykler med förbehåll för alla tekniska villkor;
• självurladdningsvärde, som kännetecknar intensiteten av elförlust i ett laddat batteri under vilotid;
• maximal laddningsström, som bestämmer mängden el per tidsenhet som batteriet kan acceptera utan att kompromissa med ytterligare drift;
• standardurladdningsström, som bestämmer mängden el per tidsenhet som batteriet kan leverera under lång tid utan att kompromissa med ytterligare drift;
• maximal urladdningsström, som bestämmer mängden el per tidsenhet som batteriet kan leverera under en kort tid utan att kompromissa med ytterligare drift;
• optimal temperatur för enhetens drift;
• batteriets storlek och vikt, kunskap om vilken är nödvändig för att välja placering och installationsmetod.

Alla dessa parametrar beskrivs i teknisk dokumentation, som publiceras elektroniskt på alla större tillverkares webbplats.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Granskning av nyanserna av funktionen hos olika typer av batterier för solsystem:

Jämförelser av olika typer av startbatterier. För- och nackdelar med alternativ energi:

Erfarenhet av att använda litiumbatterier (LiFePo4). Ett riktigt block av fordonsenheter, nyanserna av dess funktion:

Rätt val av batterier enligt deras parametrar kommer att säkerställa tillförlitlig drift av det alternativa energisystemet.Det finns inget behov av att spara överdrivet mycket på en ellagringsenhet - den initiala startinvesteringen kommer att tjänas tillbaka av oavbruten drift av systemet under flera år framöver.

Lämna kommentarer i blocket nedan, ställ frågor, lägg upp bilder om ämnet för artikeln. Berätta för oss om hur du valde batterier för din minikraftverk i landet från solpaneler. Dela information som kommer att vara användbar för webbplatsbesökare.