Sončne baterije: pregled vrst ustreznih baterij in njihovih značilnosti

Izračun potrebne kapacitete baterije

Kapaciteta baterij se izračuna na podlagi pričakovane življenjske dobe baterije brez polnjenja in skupne porabe električne energije električnih aparatov.

Povprečno moč električnega aparata v časovnem intervalu je mogoče izračunati na naslednji način:

P = P1 * (T1 / T2),

Kje:

• P1 - nazivna tablica moči naprave;
• T1 – čas delovanja naprave;
• T2 je skupni ocenjeni čas.

Skoraj po vsej Rusiji so dolga obdobja, ko sončne celice ne bodo delovale zaradi slabega vremena.

Namestitev velikega niza baterij za njihovo polno obremenitev le nekajkrat na leto je neekonomična.Zato je treba k izbiri časovnega intervala, v katerem bodo naprave delovale samo na praznjenju, pristopiti na podlagi povprečne vrednosti.

Količina energije, ki jo ustvarijo sončni paneli, je odvisna od gostote oblakov. Če oblačno vreme v regiji ni redko, je treba pri izračunu prostornine akumulatorja upoštevati pomanjkanje vhodne moči

V primeru daljšega obdobja, ko solarnih panelov ni mogoče uporabljati, je treba uporabiti drug sistem za proizvodnjo električne energije, ki temelji na primer na dizelskem ali plinskem generatorju.

100 % napolnjena baterija lahko zagotavlja moč, dokler ni popolnoma izpraznjena, kar je mogoče izračunati s formulo:

P = U x I

Kje:

• U - napetost;
• I - trenutna moč.

Torej lahko ena baterija z napetostjo 12 voltov in tokom 200 amperov ustvari 2400 vatov (2,4 kW). Za izračun skupne moči več baterij morate dodati vrednosti, ​​dobljene za vsako od njih.

V prodaji so baterije z visoko močjo, vendar so drage. Včasih je veliko ceneje kupiti več navadnih naprav skupaj s povezovalnimi kabli

Dobljeni rezultat je treba pomnožiti z več faktorji zmanjšanja:

• učinkovitost inverterja. S pravilnim ujemanjem napetosti in moči na vhodu v pretvornik bo dosežena največja vrednost od 0,92 do 0,96.
• učinkovitost napajalnih kablov. Za zmanjšanje električnega upora je potrebno zmanjšati dolžino žic, ki povezujejo baterije, in razdaljo do pretvornika. V praksi je vrednost kazalnika od 0,98 do 0,99.
• Najmanjša dovoljena praznjenje baterij.Za vsako baterijo obstaja spodnja meja polnjenja, nad katero se življenjska doba naprave bistveno zmanjša. Običajno so regulatorji nastavljeni na najmanjšo vrednost polnjenja 15%, tako da je koeficient približno 0,85.
• Največja dovoljena izguba zmogljivosti pred menjavo baterij. Sčasoma pride do staranja naprav, povečanja njihove notranje odpornosti, kar vodi do nepopravljivega zmanjšanja njihove zmogljivosti. Nedonosno je uporabljati naprave s preostalo zmogljivostjo manj kot 70%, zato je treba vrednost kazalnika vzeti kot 0,7.

Posledično bo vrednost integralnega koeficienta pri izračunu potrebne zmogljivosti za nove baterije približno enaka 0,8, za stare, preden se odpišejo - 0,55.

Za oskrbo hiše z elektriko z dolžino cikla polnjenja in praznjenja za 1 dan bo potrebno 12 baterij. Ko je en blok 6 naprav na praznjenju, se polni drugi blok

Vzdrževanje: kako obnoviti gel baterijo, zamenjava elektrolita

Če napajalnik servisirate v skladu s priporočili proizvajalca, bo najverjetneje brez težav služil svojo življenjsko dobo in ne bo zahteval dodatnih ukrepov. Če je napajalnik otekel ali so plošče uničene, priporočamo, da ga ne obnovite, ampak kupite novega. V katerih primerih lahko poskusite oživiti gel baterijo?

Če opazite izgubo zmogljivosti v bateriji, se je komponenta gela morda izsušila. V tem primeru je potrebno obnoviti vodno ravnovesje elementa z destilirano vodo. Nato vam bomo korak za korakom pokazali, kako to storiti.

Odstranite plastični pokrov.

Odstranite gumijaste zamaške s kozarcev.

• Vzemite brizgo in potegnite 1-2 kocki destilirane vode.
• V vsak kozarec nalijte vodo.

• Pustite baterijo nekaj ur, da se gel vpije v vodo.
• Če ni dovolj vode, dodajte; če je presežek - jih odstranite z brizgo.
• Preverite nivo napetosti na sponkah.
• Zamenjajte vtiče in zaprite pokrov baterije.
• Napolnite baterijo.

Prav tako bo morda potrebna revitalizacija baterije z močno sulfatacijo plošč, ki nastane med delovanjem baterije. Obstajata dva načina razžvepljanja:

S pomočjo kemične sestave Trilon V. Kupiti ga je treba, razredčiti v določenem razmerju in vliti v predhodno posušeno baterijo

Upoštevajte, da v gel baterijah ni vedno mogoče popolnoma odstraniti elektrolita v obliki gela. Po razžveplanju s Trilonom B boste morali notranjost sprati z destilirano vodo, po pripravi raztopine ponovno vliti gel elektrolit v baterijo

Kot lahko vidite, je metoda precej težavna in zahteva znanje in veščine.
S pomočjo impulznih tokov različnih amplitud. Med tem delovanjem impulzni tokovi uničijo svinčev sulfat. Omeniti velja, da gelske baterije, kot je omenjeno zgoraj, izjemno negativno zaznavajo nenadne padce napetosti in visoke tokove. Uporabniki, ki so preizkusili to metodo, pravijo, da cilja ni vedno mogoče doseči. To je razloženo z dejstvom, da se poleg svinčevega sulfata uničijo tudi same plošče, kar vodi do izgube zmogljivosti.

Kot lahko vidite, obstajajo načini za obnovitev baterij, vendar niso zelo primerni za gelne napajalnike. Priporočamo, da ne poskušate oživiti gel baterije, ampak kupite novo.

Ali je mogoče vliti elektrolit ali vodo v gel baterijo?

V okviru vzdrževanja gel baterij jih lahko dolijemo z destilirano vodo na način, ki smo ga opisali zgoraj. Običajne vode iz pipe ni priporočljivo vliti v vire energije - v njej je preveč nečistoč, ki bodo motile pravilno reakcijo.

Elektrolit v svoji čisti obliki se ne vlije v gel baterije. Lahko poskusite narediti absorbiran elektrolit, vendar ne moremo jamčiti za rezultate takšnega poskusa.

Gel akumulatorji za avtomobile so precej priljubljeni zaradi odsotnosti potrebe po njihovem vzdrževanju. Kot lahko vidite, je delovanje teh napajalnikov izjemno preprosto. Vendar pa mnoge odvračajo njihovi visoki stroški. S pravilnim vzdrževanjem - pravočasnim polnjenjem, skladnostjo s pogoji skladiščenja - bo ta baterija zdržala dolgo, obnovitev zmogljivosti pa ne bo trajala veliko časa in truda. Kako skrbite za svojo gel baterijo? Ali ste naleteli na težave med polnjenjem ali obnovitvijo? Delite svojo izkušnjo z našimi bralci.

Življenska doba

V večini primerov pri domačih sončnih panelih bo cikel baterijskega podsistema en dan. Ko delujete v tem načinu, se zmanjša sposobnost baterije, da akumulira energijo v enaki prostornini. Menijo, da bi morala biti do konca življenjske dobe baterije preostala zmogljivost baterije 80% nazivne.

Glede na to lastnost je precej preprosto izračunati ekonomsko izvedljivost izbire določenih baterij v sistemu s sončnimi paneli.

Vpliv globine praznjenja na življenjsko dobo (cikli)

Vpliv temperature na življenjsko dobo (leta)

Pravila delovanja

Pri delovanju baterij, pa tudi katere koli tehnične naprave, morate upoštevati pravila. V primeru uporabe baterij v sistemih sončnih postaj so pravila delovanja določena z naravo delovanja takšnih sistemov in so izražena v zahtevah za baterije, kot je opisano zgoraj.

Zaradi velike električne obremenitve, ki je običajno povezana z napajalnimi sistemi, je treba v eno skupino vključiti več baterij. To se naredi za povečanje skupne kapacitivnosti in za povečanje napetosti na izhodu ali za doseganje obeh ciljev.

Uporabljajo se tri sheme za vklop skupine baterij:

Dosledno. S to vključitvijo bo zmogljivost skupine enaka zmogljivosti ene baterije in
napetost se bo odražala v vsoti napetosti vseh baterij v skupini.

Vzporedno. S tem vključitvijo je napetost nespremenjena in enaka nazivni napetosti ene baterije, zmogljivost skupine pa se določi kot vsota kapacitet vključenih baterij;

Kombinirano. S to preklopno shemo se uporablja serijska in vzporedna povezava baterije.

Ko združujete baterije v skupine, ne pozabite, da je treba baterije uporabljati v eni skupini:

1. Ena vrsta;
2. Ena posoda;
3. Ena nazivna napetost.

Zaželeno je, da so baterije enakega obratovalnega časa in proizvajalca.

Morda vam bo všeč tudi naslednja vsebina:

Hvala, ker ste prebrali do konca!

Ne pozabite, v zenu

Če vam je bil članek všeč!

Sledite nam na twitterju:

Delite s prijatelji, pustite svoje komentarje

Pridružite se naši skupini VK:

ALTER220 Alternativni energetski portal

in predlagaj teme za razpravo, skupaj bo bolj zanimivo!!!

Vrste in vrste avtomobilskih baterij

Tradicionalna baterija s svinčenimi ploščami in raztopino žveplove kisline kot elektrolita spada v razred svinčenih ali WET (v tuji terminologiji "mokrih") baterij. V avtomobilih se ta vrsta baterije uporablja že dolgo časa in je že šla skozi več stopenj razvoja, povezanih s kompleksnostjo vzdrževanja.

Dejstvo je, da se med cikli polnjenja in praznjenja tvori dodatna količina vode, ki z izhlapevanjem spremeni gostoto elektrolita. Poleg tega kemično reakcijo v elektrolitu spremlja ne le tvorba svinčevega sulfata in vode, temveč tudi razvoj plinov (vodika in kisika) ter tvorba hlapov samega elektrolita.

Proces nastajanja plina je še posebej aktiven med intenzivno vožnjo in polnjenjem baterije z visokimi tokovi - takrat pravijo, da baterija "vre".

Izhlapevanje nekaterih elektrolitov ne spremeni le gostote, ampak tudi razkrije zgornji del plošč, kar poslabša učinkovitost in vzdržljivost baterije. Zato so v nedavni preteklosti svinčeve baterije poleg spremljanja napolnjenosti zahtevale stalno preverjanje gostote in nivoja elektrolita, sestavni del delovanja pa je bilo redno vzdrževanje.

Poleg sulfacije in izhlapevanja elektrolita v tovrstnih baterijah material plošče medsebojno deluje z vodo in tvori svinčeve okside - vire korozije in postopnega uničenja plošč.

Izboljšanje baterij je vključevalo predvsem zmanjšanje negativnega učinka teh treh dejavnikov, glavni načini reševanja problemov pa so bili uporaba novih materialov.

Tako je uporaba antimona za povečanje obstojnosti plošč znana že dolgo. Sodobne tehnologije so omogočile zmanjšanje odstotka tega elementa in zaradi tega dosegli opazno zmanjšanje intenzivnosti "vrenja". Čas vzdrževanja baterij se znatno skrajša in jih že imenujemo nizko vzdrževani.

Naslednji korak k izboljšanju avtomobilskih baterij - uporaba kalcija v svinčevi zlitini - je omogočil nadaljnje zmanjšanje intenzivnosti nastajanja plina in povečanje napetosti samopraznjenja. Sedaj so lahko baterije dlje časa shranili v izpraznjenem stanju, proces izparevanja elektrolita pa je začel igrati tako nepomembno vlogo, da so baterije postale brez vzdrževanja (čeprav to ni povsem res: polnjenje baterije je ena izmed vzdrževalne operacije).

Akumulatorji za osebna vozila "brez vzdrževanja" se skoraj nikoli ne proizvajajo. Toda "nizko vzdrževanje" (včasih imenovano "brez nadzora") je povsem smiselno uporabiti na tistih strojih (zlasti s prevoženimi kilometri), pri katerih je omrežje na vozilu nestabilno: te baterije so odporne na nihanja obremenitve.

Vmesni položaj med baterijami z nizko vsebnostjo antimona in kalcija zasedajo hibridne baterije.V njih so plošče pozitivnih elektrod izdelane z nizko vsebnostjo antimona, negativne pa vsebujejo kalcij. Ta rešitev vam omogoča, da do neke mere združite prednosti obeh možnosti, žal pa tudi slabosti. Dejstvo je, da so "kalcijeve" baterije le občutljive na spremembe v omrežju na vozilu.

Naslednji pomembni koraki pri izboljšanju avtomobilskih baterij so bile oblikovne in tehnološke rešitve, ki so zagotovile prehod elektrolita iz tekočega v gelu podobno stanje. Baterije, izdelane s tehnologijo, ki kot elektrolit uporablja gel in ne tekočino, se imenujejo gel baterije.

Uporaba gela nam je omogočila reševanje več težav hkrati:

• varnost - raztopina žveplove kisline je izjemno nevarna tako za ljudi kot za okolje, možnost puščanja pa vedno obstaja;
• orientacija - gelu podobno stanje omogoča delovanje baterije pri katerem koli naklonu črte obzorja - elektrolit v njej je varno pritrjen;
• odpornost na vibracije - helijevo polnilo se ne boji tresenja na luknjah - pritrjeno je glede na elektrodne plošče, možnost izpostavljanja dela površine elektrode je izključena.

Ena od vrst gela (čeprav o tem obstajajo terminološki spori) so AGM baterije (AGM - okrajšava za Absorbent Glass Mat - vpojni stekleni material), tako imenovane za ustrezno tehnologijo. Posebnost AGM je v tem, da je med ploščami poseben porozen material, ki drži elektrolit in dodatno ščiti plošče pred razpadanjem.

Baterije, v katerih se kot elektrolit uporablja zgoščena tekočina do konsistence gela, se v osebnih avtomobilih ne uporabljajo.

Merila za izbiro sončne baterije

Proizvajalci nenehno izboljšujejo tehnologije za sončne baterije in enaki digitalni kazalniki delovanja se lahko manifestirajo na povsem različne načine.

Vsekakor pa morate biti pozorni na takšne kazalnike:

• delovna raven zmogljivosti;
• polnilni tok;
• izpustni tok.

Pri izbiri baterije je treba upoštevati število samih zelenih sistemov, od tega bo odvisna zahtevana zmogljivost baterije. Najpogosteje najdemo baterije z napetostjo 12 V, na podlagi tega bo treba izračunati, koliko baterij bo treba povezati zaporedno.

Če delovna napetost solarne baterije presega napetost ene baterije, morate izračunati, koliko jih bo treba priključiti, praviloma je številka večkratnik 12. Upoštevati je treba tudi, da ko baterije so povezane zaporedno, napetost se spreminja, zmogljivost pa ostane enaka, vzporedno pa obratno.

Shema naprave sončne elektrarne

Razmislite, kako je sončni sistem za podeželsko hišo urejen in deluje. Njegov glavni namen je pretvorba sončne energije v 220 V električno energijo, ki je glavni vir energije za gospodinjske električne aparate.

Glavni deli, ki sestavljajo SES:

1. Baterije (paneli), ki pretvarjajo sončno sevanje v enosmerni tok.
2. Krmilnik polnjenja baterije.
3. Baterija.
4. Pretvornik, ki pretvarja napetost baterije v 220 V.

Zasnova baterije je zasnovana tako, da omogoča delovanje opreme v različnih vremenskih razmerah, pri temperaturah od -35ºС do +80ºС.

Izkazalo se je, da bodo pravilno nameščene sončne celice delovale z enako zmogljivostjo tako pozimi kot poleti, vendar pod enim pogojem - v jasnem vremenu, ko sonce oddaja največjo količino toplote. V oblačnem dnevu zmogljivost močno pade.

Učinkovitost sončnih elektrarn v srednjih zemljepisnih širinah je velika, vendar ne dovolj, da bi v celoti zagotovile električno energijo velikim hišam. Pogosteje se sončni sistem obravnava kot dodatni ali rezervni vir električne energije.

Teža ene 300 W baterije je 20 kg. Najpogosteje so plošče nameščene na strehi, fasadi ali posebnih stojalih, nameščenih ob hiši. Potrebni pogoji: obračanje ravnine proti soncu in optimalni naklon (v povprečju 45 ° do zemeljske površine), ki zagotavlja pravokoten padec sončnih žarkov.

Če je mogoče, namestite sledilnik, ki spremlja gibanje sonca in uravnava položaj plošč.

Zgornja ravnina baterij je zaščitena s kaljenim steklom, odpornim proti udarcem, ki zlahka prenese točo ali močne snežne zamete. Vendar pa je treba spremljati celovitost prevleke, sicer bodo poškodovane silikonske rezine (fotocelice) prenehale delovati.

Krmilnik izvaja koliko funkcij. Poleg glavnega - samodejnega prilagajanja polnjenja baterije, krmilnik uravnava dobavo energije iz sončnih kolektorjev in s tem ščiti baterijo pred popolnim praznjenjem.

Za domače solarne sisteme so najboljša izbira gel baterije, ki imajo dobo neprekinjenega delovanja 10-12 let. Po 10 letih delovanja se njihova zmogljivost zmanjša za približno 15-25%. To so naprave, ki ne zahtevajo vzdrževanja in so popolnoma varne, ki ne oddajajo škodljivih snovi.

Pozimi ali v oblačnem vremenu plošče še naprej delujejo (če jih redno čistimo snega), vendar se proizvodnja energije zmanjša za 5-10 krat

Naloga pretvornikov je pretvorba enosmerne napetosti iz baterije v izmenično napetost 220 V. Razlikujejo se po tehničnih značilnostih, kot sta moč in kakovost prejete napetosti. Oprema Sinus lahko služi najbolj "kapricioznim" napravam glede trenutne kakovosti - kompresorji, potrošniška elektronika.

Ocenjuje se, da približno 1 kW sončne energije pade na 1 m² površine planeta, 1 m² baterije sončne celice pa pretvori približno 160-200 vatov. Zato je učinkovitost 16-20%. S pravo napravo je to povsem dovolj za oskrbo z električno energijo vseh naprav majhne moči v hiši.

Krmilnik prikazuje napolnjenost baterije v odstotkih. Če 24-voltna oprema kaže napolnjenost baterije 27 V, je 100% polna

Par zmogljivih gel baterij 200 Ah z (nazivna moč 4,8 kW). To je dan delovanja električnih naprav z neprekinjeno porabo 180-200 vatov. Naprave za shranjevanje energije so odporne proti zmrzali, torej jih je mogoče namestiti na podstrešju, in ker so varne, jih lahko umestimo tudi ob bivalne prostore.

Digitalni zaslon pretvornika običajno prikazuje dva parametra: porabo energije in skupno napetost električnega sistema. Dodatna možnost polnilnika vam omogoča priklop električnega generatorja in hitro polnjenje baterije (če ni sonca)

Najenostavnejša shema sončne elektrarne, vključno z glavnimi komponentami.Vsak od njih opravlja svojo funkcijo, brez katere je delovanje SES nemogoče.

Vrste baterij

Za sončne kolektorje je mogoče uporabiti skoraj vsako baterijo. Toda glavna stvar je, da deluje dolgo časa. Delovanje baterije je odvisno od vrste izdelave in materialov.

Glavne vrste naprav za shranjevanje energije:

1. litij.
2. Svinčena kislina.
3. alkalna.
4. gel.
5. AGM
6. Želati nikelj-kadmij.
7. OPZS.

litij

Energija se v njih pojavi v trenutku, ko litijevi ioni reagirajo s kovinskimi molekulami. Kovine so dodatne komponente.

Te vrste baterij se lahko zelo hitro polnijo z veliko kapaciteto. Te baterije tehtajo malo in imajo kompaktno velikost. Poleg tega so njihovi stroški precej visoki. Zaradi tega se skoraj nikoli ne uporabljajo v sončni energiji. Delujejo 2-krat manj kot gel. Toda služite še manj, če naboj presega 45%. Na tej točki so sposobni ohraniti prostornino posode na želeni ravni.

Takšne baterije delujejo v majhnih napetostnih območjih. Pomembna pomanjkljivost takšnih naprav je, da se zmogljivost sčasoma zmanjšuje. In to ni odvisno od skladnosti z vsemi tehničnimi pravili.

Svinčena kislina

V fazi razvoja so bili opremljeni z več predelki za elektrolit z vodno raztopino. V to zmes so potopljene svinčene elektrode in različne nečistoče. Zahvaljujoč temu se je baterija izkazala za odporno proti koroziji.

Takšne naprave ne delujejo dolgo časa. To je posledica hitrosti praznjenja.

alkalno

Te baterije imajo nizko vsebnost elektrolita. Njihove kemikalije se v njej ne morejo raztopiti. Sploh ne reagirajo drug na drugega.

Alkalne (alkalne) baterije lahko zdržijo dolgo časa.So dobro odporni na prenapetosti. Za razliko od gel baterij lahko te baterije stabilno delujejo pri nizkih temperaturah. In na mrazu so sposobni delati dolgo časa.

Hraniti jih je treba 100% izpraznjene. To je potrebno, da pri prihodnjih bremenitvah ne izgubite zmogljivosti. Ta lastnost lahko resno moti delovanje sončne elektrarne.

gel

Ta vrsta ima tako ime, ker je elektrolit v njej predstavljen v obliki gela. Zaradi rešetkastega sloja praktično ne teče.

Ta solarna baterija zdrži dolgo časa in jo je mogoče večkrat napolniti. Odporen na mehanske poškodbe. Vse vrste razpok ne bodo motile njegovega delovanja.

Deluje lahko pri nizkih temperaturah do -50 stopinj in njegova zmogljivost se ne zmanjša. Po daljšem času neaktivnosti gel baterija ne izgubi svojih lastnosti.

Če nameravate to baterijo uporabljati v hladnem prostoru, jo je treba izolirati. V nobenem primeru ne smete preseči ravni polnjenja. V nasprotnem primeru lahko eksplodira ali ne uspe. Poleg tega so zelo občutljivi na prenapetosti.

AGM

Pravzaprav spadajo v vrsto svinčene kisline. Ampak obstaja razlika - to so steklena vlakna v notranjosti, ki je v elektrolitu. Kislina napolni plasti tega materiala. To ji omogoča, da se ne širi. Vse to nakazuje, da je takšno solarno baterijo mogoče postaviti v poljuben položaj.

Te baterije imajo dobro kapaciteto, zdržijo dolgo in jih je mogoče napolniti do 500 ali 1000-krat. Vse je odvisno od proizvajalca. Toda kljub vsem prednostim obstaja pomembna pomanjkljivost. Občutljivi so na močan tok.To lahko napihne telo.

Lite nikelj-kadmijeve baterije

So alkalne in jih je treba napolniti z elektrolitom. Za razliko od žele napolnjenih baterij so varnejše. Njihova cena ni visoka, moč pa je dobro ohranjena. Lahko prenese številne cikle polnjenja in praznjenja.

Življenjska doba je precej kratka. Dlje ko ga uporabljate, manjša je njegova zmogljivost.

Avtomobilski akumulatorji

Te naprave so precej donosne v smislu prihranka denarja. Najpogosteje jih uporabljajo ljudje, ki sami izdelujejo sončno elektrarno.

Slaba stran teh baterij je hitra obraba in pogosta zamenjava. Posledično se lahko uporabljajo za kratek čas in za sončne module nizke moči.