Baterii solare: o prezentare generală a tipurilor de baterii adecvate și a caracteristicilor acestora

Calculul capacității necesare bateriei

Capacitatea bateriilor este calculată pe baza perioadei estimate de viață a bateriei fără reîncărcare și a consumului total de energie al aparatelor electrice.

Puterea medie a aparatului electric pe intervalul de timp poate fi calculată după cum urmează:

P = P1 * (T1 / T2),

Unde:

• P1 - puterea de pe plăcuța de identificare a dispozitivului;
• T1 – timpul de funcționare a dispozitivului;
• T2 este timpul total estimat.

Aproape în toată Rusia, există perioade lungi în care panourile solare nu vor funcționa din cauza vremii nefavorabile.

Instalarea unei game largi de baterii pentru sarcina lor completă doar de câteva ori pe an este neeconomică.Prin urmare, alegerea intervalului de timp în care dispozitivele vor funcționa doar la descărcare trebuie abordată pe baza valorii medii.

Cantitatea de energie generată de panourile solare depinde de densitatea norilor. Dacă vremea înnorată în regiune nu este neobișnuită, atunci lipsa puterii de intrare trebuie luată în considerare atunci când se calculează volumul acumulatorului

In cazul unei perioade indelungate in care nu este posibila folosirea panourilor solare, este necesara folosirea unui alt sistem de generare a energiei electrice, bazat, de exemplu, pe un generator diesel sau pe gaz.

O baterie încărcată 100% poate furniza energie până când este complet descărcată, ceea ce poate fi calculat folosind formula:

P = U x I

Unde:

• U - tensiune;
• I - puterea curentului.

Deci, o baterie cu o tensiune de 12 volți și un curent de 200 de amperi poate genera 2400 de wați (2,4 kW). Pentru a calcula puterea totală a mai multor baterii, trebuie să adăugați valorile obținute pentru fiecare dintre ele.

La vânzare există baterii cu o putere mare, dar sunt scumpe. Uneori este mult mai ieftin să achiziționați mai multe dispozitive obișnuite complete cu cabluri de conectare

Rezultatul obținut trebuie înmulțit cu mai mulți factori de reducere:

• eficienta invertorului. Cu o potrivire adecvată a tensiunii și puterii la intrarea invertorului, va fi atinsă o valoare maximă de 0,92 până la 0,96.
• eficienta cablurilor de alimentare. Minimizarea lungimii cablurilor care conectează bateriile și a distanței până la invertor este necesară pentru a reduce rezistența electrică. În practică, valoarea indicatorului este de la 0,98 la 0,99.
• Descărcarea minimă admisă a bateriilor.Pentru orice baterie, există o limită de încărcare inferioară, dincolo de care durata de viață a dispozitivului este redusă semnificativ. De obicei, controlerele sunt setate la o valoare minimă de încărcare de 15%, astfel încât coeficientul este de aproximativ 0,85.
• Pierderea maximă admisă de capacitate înainte de schimbarea bateriilor. În timp, apare îmbătrânirea dispozitivelor, o creștere a rezistenței lor interne, ceea ce duce la o scădere ireversibilă a capacității acestora. Nu este rentabil să folosiți dispozitive cu o capacitate reziduală mai mică de 70%, deci valoarea indicatorului ar trebui luată ca 0,7.

Ca urmare, valoarea coeficientului integral la calcularea capacității necesare pentru bateriile noi va fi aproximativ egală cu 0,8, iar pentru cele vechi, înainte de a fi anulate - 0,55.

Pentru a asigura casa cu energie electrica cu lungimea ciclului de încărcare-descărcare egal cu 1 zi va necesita 12 baterii. Când un bloc de 6 dispozitive este în descărcare, al doilea bloc va fi încărcat

Întreținere: cum să restabiliți o baterie cu gel, înlocuirea electroliților

Dacă întrețineți sursa de alimentare conform recomandărilor producătorului, atunci cel mai probabil aceasta își va servi viața utilă fără probleme și nu va necesita acțiuni suplimentare. Dacă sursa de alimentare este umflată sau plăcile sunt distruse, atunci vă recomandăm să nu o restaurați, ci să cumpărați una nouă. În ce cazuri poți încerca să revigorezi o baterie cu gel?

Dacă observați o pierdere de capacitate a bateriei, atunci este posibil ca componenta de gel să se fi uscat. În acest caz, este necesară restabilirea echilibrului hidric al elementului cu apă distilată. În continuare, vă vom arăta pas cu pas cum să o faceți.

Scoateți capacul din plastic.

Scoateți dopurile de cauciuc din borcane.

• Luați o seringă și extrageți 1-2 cuburi de apă distilată.
• Turnați apă în fiecare borcan.

• Lăsați bateria câteva ore pentru a permite gelului să se înmoaie în apă.
• Dacă nu este suficientă apă, adăugați; dacă există exces - îndepărtați-le cu o seringă.
• Verificați nivelul tensiunii la bornele.
• Înlocuiți ștecherele și închideți capacul bateriei.
• Pune bateria la încărcare.

De asemenea, revitalizarea bateriei poate fi necesară în cazul sulfatării puternice a plăcilor, care se formează în timpul funcționării bateriei. Există două moduri de desulfatare:

Cu ajutorul compoziției chimice Trilon B. Trebuie achiziționat, diluat în proporția specificată și turnat într-o baterie pre-uscata

Vă rugăm să rețineți că în bateriile cu gel nu este întotdeauna posibilă îndepărtarea completă a electrolitului sub formă de gel. După desulfatare cu Trilon B, va trebui să clătiți interiorul cu apă distilată, turnați din nou electrolitul de gel în baterie, după prepararea soluției.

După cum puteți vedea, metoda este destul de supărătoare și necesită cunoștințe și abilități.
Cu ajutorul curenților pulsați de diverse amplitudini. În timpul acestei operațiuni, curenții pulsați distrug sulfatul de plumb. Este de remarcat faptul că bateriile cu gel, așa cum am menționat mai sus, percep scăderi bruște de tensiune și curenți mari în mod extrem de negativ. Utilizatorii care au încercat această metodă spun că nu este întotdeauna posibilă atingerea scopului. Acest lucru se explică prin faptul că, pe lângă sulfatul de plumb, plăcile în sine sunt distruse, iar acest lucru duce la o pierdere a capacității.

După cum puteți vedea, există modalități de a restabili bateriile, cu toate acestea, acestea nu sunt foarte potrivite pentru sursele de alimentare cu gel.Vă recomandăm să nu încercați să reînviați bateria cu gel, ci să cumpărați una nouă.

Este posibil să turnați electrolit sau apă într-o baterie cu gel?

Ca parte a întreținerii bateriilor cu gel, acestea pot fi completate cu apă distilată în modul descris mai sus. Nu este recomandat să turnați apă obișnuită de la robinet în sursele de alimentare - există prea multe impurități în ea care vor interfera cu reacția corectă.

Electrolitul în forma sa pură nu este turnat în bateriile cu gel. Puteți încerca să faceți un electrolit absorbit, cu toate acestea, nu putem garanta rezultatele unui astfel de experiment.

Bateriile cu gel pentru mașini sunt destul de populare din cauza absenței necesității de întreținere a acestora. După cum puteți vedea, funcționarea acestor surse de alimentare este extrem de simplă. Cu toate acestea, mulți sunt descurajați de costul lor ridicat. Cu o întreținere adecvată - reîncărcare la timp, respectarea condițiilor de depozitare - această baterie va dura mult timp, iar restabilirea capacității nu va necesita mult timp și efort. Cum ai grijă de bateria ta cu gel? Ați întâmpinat probleme în timpul încărcării sau recuperării? Împărtășiți-vă experiența cu cititorii noștri.

Durata de viață

În majoritatea cazurilor cu panouri solare de acasă, ciclul subsistemului bateriei va fi de o zi. Pe măsură ce operați în acest mod, capacitatea bateriei de a stoca energie în același volum va fi redusă. Se crede că până la sfârșitul duratei de viață a bateriei, capacitatea rămasă a bateriei ar trebui să fie de 80% din valoarea nominală.

Având în vedere această caracteristică, este destul de simplu de calculat fezabilitatea economică a alegerii anumitor baterii într-un sistem cu panouri solare.

Efectul adâncimii de descărcare asupra duratei de viață (cicluri)

Efectul temperaturii asupra duratei de viață (ani)

Reguli de funcționare

Atunci când utilizați baterii, precum și orice dispozitiv tehnic, trebuie să respectați regulile. În cazul utilizării bateriilor în sistemele de stații solare, regulile de funcționare sunt determinate de natura funcționării acestor sisteme și sunt exprimate în cerințele pentru baterii, așa cum este descris mai sus.

Datorită sarcinii electrice mari, care este de obicei conectată la sistemele de alimentare cu energie, este necesar să includeți mai multe baterii într-un singur grup. Acest lucru se face pentru a crește capacitatea totală și pentru a crește tensiunea la ieșire sau pentru a atinge ambele obiective.

Sunt utilizate trei scheme pentru pornirea unui grup de baterii:

În mod consecvent. Cu această includere, capacitatea grupului va fi egală cu capacitatea unei baterii și
tensiunea se va reflecta în suma tensiunilor tuturor bateriilor din grup.

Paralel. Cu această includere, tensiunea este neschimbată și egală cu tensiunea nominală a unei baterii, iar capacitatea grupului este determinată ca suma capacităților bateriilor incluse;

Combinate. Cu această schemă de comutare, se utilizează conexiunea în serie și paralelă a bateriei.

Când combinați bateriile în grupuri, rețineți că bateriile ar trebui să fie utilizate într-un singur grup:

1. Un fel;
2. Un container;
3. O singură tensiune nominală.

Este de dorit ca bateriile să aibă același timp de funcționare și același producător.

De asemenea, s-ar putea să vă placă următorul conținut:

Mulțumesc că ai citit până la capăt!

Nu uita, în Zen

Daca ti-a placut articolul!

Urmărește-ne pe twitter:

Distribuie prietenilor, lasă comentariile tale

Alăturați-vă grupului nostru VK:

ALTER220 Portal de energie alternativă

si propuneti subiecte de discutie, impreuna va fi mai interesant!!!

Tipuri și tipuri de baterii auto

O baterie tradițională cu plăci de plumb și o soluție de acid sulfuric ca electrolit aparține clasei bateriilor cu plumb-acid sau WET („umede” în terminologie străină). La mașini, acest tip de baterie este folosit de mult timp și a trecut deja prin mai multe etape de evoluție asociate cu complexitatea întreținerii.

Faptul este că în procesul ciclurilor de încărcare și descărcare se formează o cantitate suplimentară de apă care, evaporându-se, modifică densitatea electrolitului. În plus, reacția chimică din electrolit este însoțită nu numai de formarea sulfatului de plumb și a apei, ci și de degajarea de gaze (hidrogen și oxigen) și de formarea vaporilor electrolitului însuși.

Procesul de formare a gazului este activ în special în timpul condusului intens și al încărcării bateriei cu curenți mari - apoi se spune că bateria „fierbe”.

Evaporarea unora dintre electrolit nu numai că modifică densitatea, dar expune și partea superioară a plăcilor, degradând eficiența și durabilitatea bateriei. De aceea, în trecutul recent, bateriile cu plumb-acid, pe lângă monitorizarea nivelului de încărcare, necesitau o verificare constantă a densității și a nivelului de electrolit, iar întreținerea periodică era parte integrantă a funcționării.

Pe lângă sulfatarea și evaporarea electrolitului din bateriile de acest tip, materialul plăcii interacționează cu apa, formând oxizi de plumb - surse de coroziune și distrugere treptată a plăcilor.

Îmbunătățirea bateriilor a inclus, în primul rând, reducerea efectului negativ al acestor trei factori, iar principalele modalități de rezolvare a problemelor au fost folosirea de noi materiale.

Astfel, utilizarea antimoniului pentru a crește durabilitatea plăcilor este cunoscută de mult timp. Tehnologiile moderne au făcut posibilă reducerea procentului acestui element și, din această cauză, realizarea unei scăderi vizibile a intensității „fierberii”. Timpul de întreținere al bateriilor este redus semnificativ și se numesc deja întreținere redusă.

Următorul pas către îmbunătățirea bateriilor auto - utilizarea calciului în aliajul de plumb - a făcut posibilă reducerea în continuare a intensității formării gazului și creșterea tensiunii de autodescărcare. Acum bateriile puteau fi stocate într-o stare descărcată pentru mai mult timp, iar procesul de fierbere a electrolitului a început să joace un rol atât de nesemnificativ încât bateriile au devenit fără întreținere (deși acest lucru nu este în întregime adevărat: încărcarea bateriei este una dintre operațiunile de întreținere).

Bateriile „fără întreținere” pentru autoturisme nu sunt aproape niciodată produse. Dar „întreținere redusă” (denumită uneori „nesupravegheat”) este destul de rezonabil de utilizat pe acele mașini (în special cu kilometraj) în care rețeaua de bord este instabilă: aceste baterii sunt rezistente la fluctuațiile de sarcină.

O poziție intermediară între bateriile cu conținut scăzut de antimoniu și calciu este ocupată de bateriile hibride. În ele, plăcile electrozilor pozitivi sunt realizate cu un conținut scăzut de antimoniu, iar cele negative conțin calciu. Această soluție vă permite să combinați într-o oarecare măsură avantajele ambelor opțiuni, dar, din păcate, și dezavantajele.Faptul este că bateriile „de calciu” sunt doar sensibile la schimbările din rețeaua de bord.

Următorii pași importanți în îmbunătățirea bateriilor auto au fost proiectarea și soluțiile tehnologice care au asigurat trecerea electrolitului de la o stare lichidă la o stare asemănătoare gelului. Bateriile fabricate folosind o tehnologie care folosește un gel mai degrabă decât un lichid ca electrolit se numesc baterii cu gel.

Utilizarea gelului ne-a permis să rezolvăm mai multe probleme simultan:

• siguranta – o solutie de acid sulfuric este extrem de periculoasa atat pentru oameni, cat si pentru mediu, iar posibilitatea unor scurgeri exista intotdeauna;
• orientare - starea asemănătoare gelului vă permite să operați bateria pe orice pantă a liniei de orizont - electrolitul din acesta este fixat în siguranță;
• rezistență la vibrații - umplutura cu heliu nu se teme să se scuture pe gropi - este fixată în raport cu plăcile electrozilor, posibilitatea de a expune o parte a suprafeței electrodului este exclusă.

Una dintre varietățile de gel (deși există dispute terminologice în acest sens) sunt bateriile AGM (AGM - o abreviere pentru Absorbent Glass Mat - material absorbant de sticlă), numite așa pentru tehnologia corespunzătoare. Particularitatea AGM este că între plăci există un material poros special care ține electrolitul și protejează suplimentar plăcile de vărsare.

Bateriile în care lichidul îngroșat până la o consistență de gel este utilizat ca electrolit nu sunt utilizate în autoturisme.

Criterii de selecție a bateriilor solare

Producătorii îmbunătățesc în mod constant tehnologiile pentru bateriile solare, iar aceiași indicatori de performanță digitali în acțiune se pot manifesta în moduri complet diferite.

Dar cu siguranță ar trebui să acordați atenție unor astfel de indicatori:

• nivelul de funcționare al capacității;
• curent de încărcare;
• curent de descărcare.

Atunci când alegeți o baterie, trebuie luat în considerare numărul de sisteme verzi în sine, capacitatea bateriei necesară va depinde de aceasta. Cel mai adesea, se găsesc baterii cu o tensiune de 12 V, pe baza acestui lucru, va fi necesar să se calculeze câte baterii vor trebui conectate în serie.

Dacă tensiunea de funcționare a bateriei solare depășește tensiunea unei baterii, trebuie să calculați câte dintre ele vor trebui conectate, de regulă, cifra este un multiplu de 12. De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că atunci când bateriile sunt conectate în serie, tensiunea se modifică, dar capacitatea rămâne aceeași, în timp ce în paralel invers.

Schema dispozitivului unei centrale solare

Luați în considerare modul în care este aranjat și funcționează sistemul solar pentru o casă de țară. Scopul său principal este de a transforma energia solară în energie electrică de 220 V, care este principala sursă de energie pentru aparatele electrocasnice.

Principalele părți care alcătuiesc SES:

1. Baterii (panouri) care convertesc radiația solară în curent continuu.
2. Controler de încărcare a bateriei.
3. Acumulator.
4. Un invertor care convertește tensiunea bateriei la 220 V.

Designul bateriei este gândit astfel încât să permită echipamentului să funcționeze în diferite condiții meteorologice, la temperaturi de la -35ºС la +80ºС.

Se pare că panourile solare instalate corespunzător vor funcționa cu aceleași performanțe atât iarna, cât și vara, dar cu o singură condiție - pe vreme senină, când soarele degajă cantitatea maximă de căldură. Într-o zi înnorată, performanța scade brusc.

Eficiența centralelor solare din latitudinile mijlocii este mare, dar nu suficientă pentru a furniza energie electrică în totalitate caselor mari. Cel mai adesea, sistemul solar este considerat o sursă suplimentară sau de rezervă de energie electrică.

Greutatea unei baterii de 300 W este de 20 kg. Cel mai adesea, panourile sunt montate pe acoperiș, fațadă sau rafturi speciale instalate lângă casă. Conditii necesare: intoarcerea planului spre soare si inclinare optima (in medie 45° fata de suprafata pamantului), asigurand o cadere perpendiculara a razelor solare.

Dacă este posibil, instalați un tracker care urmărește mișcarea soarelui și reglează poziția panourilor.

Planul superior al bateriilor este protejat de sticla securizata rezistenta la socuri, care rezista cu usurinta la grindina sau la deplasarea abundenta de zapada. Cu toate acestea, este necesar să se monitorizeze integritatea acoperirii, altfel plachetele de siliciu deteriorate (fotocelule) nu vor mai funcționa.

Controlerul îndeplinește câte funcții. Pe lângă cea principală - reglarea automată a încărcării bateriei, controlerul reglează alimentarea cu energie de la panourile solare, protejând astfel bateria de descărcarea completă.

Pentru sistemele solare de casă, cea mai bună alegere sunt bateriile cu gel, care au o perioadă de funcționare neîntreruptă de 10-12 ani. După 10 ani de funcționare, capacitatea acestora scade cu aproximativ 15-25%. Acestea sunt dispozitive care nu necesită întreținere și sunt absolut sigure, care nu emit substanțe nocive.

Iarna sau pe vreme înnorată, panourile continuă să funcționeze (dacă sunt curățate în mod regulat de zăpadă), dar producția de energie este redusă de 5-10 ori

Sarcina invertoarelor este de a converti tensiunea DC de la baterie într-o tensiune AC de 220 V.Ele diferă prin caracteristici tehnice precum puterea și calitatea tensiunii primite. Echipamentul Sinus este capabil să deservească cele mai „capricioase” dispozitive în ceea ce privește calitatea actuală - compresoare, electronice de larg consum.

Se estimează că aproximativ 1 kW de energie solară cade pe 1 m² din suprafața planetei, iar 1 m² dintr-o baterie de celule solare transformă aproximativ 160-200 de wați. Prin urmare, eficiența este de 16-20%. Cu dispozitivul potrivit, acesta este suficient pentru a furniza energie electrică la toate aparatele cu putere redusă din casă.

Controlerul afișează încărcarea bateriei ca procent. Dacă echipamentele de 24 de volți arată o încărcare a bateriei de 27 de volți, atunci acestea sunt 100% pline

O pereche de baterii gel puternice de 200 Ah cu (putere nominală 4,8 kW). Aceasta este o zi de funcționare a aparatelor electrice cu un consum non-stop de 180-200 wați. Dispozitivele de stocare a energiei sunt rezistente la îngheț, adică pot fi instalate în pod și, deoarece sunt sigure, pot fi amplasate și lângă locuințe.

Afișajul digital al invertorului arată de obicei doi parametri: consumul de energie și tensiunea totală a sistemului de alimentare. O opțiune suplimentară de încărcător vă permite să conectați un generator electric și să încărcați rapid bateria (dacă nu există soare)

Cea mai simplă schemă a unei centrale solare, inclusiv componentele principale. Fiecare dintre ele își îndeplinește propria funcție, fără de care funcționarea SES este imposibilă.

Tipuri de baterii

Practic orice baterie poate fi folosită pentru panouri solare. Dar principalul lucru este că funcționează mult timp. Funcționarea bateriei depinde de tipul de fabricație și materiale.

Principalele tipuri de dispozitive de stocare a energiei:

1. Litiu.
2. Acid de plumb.
3. Alcalin.
4. Gel.
5. AGA
6. Nichel-cadmiu gelatinizat.
7. OPZS.

Litiu

Energia apare în ele în momentul în care ionii de litiu reacţionează cu moleculele metalice. Metalele sunt componente suplimentare.

Aceste tipuri de baterii sunt capabile să se încarce foarte repede cu o capacitate mare. Aceste baterii cântăresc puțin și au o dimensiune compactă. În plus, costul lor este destul de mare. Din acest motiv, ele nu sunt aproape niciodată folosite în energia solară. Funcționează de 2 ori mai puțin decât cele cu gel. Dar servește și mai puțin dacă taxa depășește 45%. În acest moment, ei sunt capabili să mențină volumul recipientului la nivelul dorit.

Astfel de baterii funcționează în intervale mici de tensiune. Un dezavantaj semnificativ al unor astfel de dispozitive este capacitatea în scădere în timp. Și acest lucru nu depinde de respectarea tuturor regulilor tehnice.

Acid de plumb

În stadiul de dezvoltare, acestea au fost echipate cu mai multe compartimente pentru electrolit cu o soluție apoasă. În acest amestec sunt scufundați electrozi de plumb și diverse impurități. Datorită acestui fapt, bateria s-a dovedit a fi rezistentă la coroziune.

Astfel de dispozitive nu funcționează mult timp. Acest lucru se datorează vitezei de descărcare.

alcalin

Aceste baterii au electrolit scăzut. Substanțele lor chimice nu se pot dizolva în ea. Nici măcar nu reacţionează unul la altul.

Bateriile alcaline (alcaline) pot dura mult timp. Sunt bine rezistente la supratensiuni. Spre deosebire de bateriile cu gel, aceste baterii sunt capabile să funcționeze stabil la temperaturi scăzute. Și la frig sunt capabili să lucreze mult timp.

Acestea trebuie depozitate 100% evacuate. Acest lucru este necesar pentru a nu pierde capacitatea în timpul încărcărilor viitoare.Această caracteristică poate perturba serios funcționarea unei centrale solare.

Gel

Acest tip are un astfel de nume deoarece electrolitul din el este prezentat sub formă de gel. Datorită stratului de zăbrele, practic nu curge.

Această baterie solară durează mult și poate fi reîncărcată de mai multe ori. Rezistent la deteriorări mecanice. Tot felul de fisuri nu vor interfera cu funcționarea acestuia.

Poate funcționa la temperaturi scăzute până la -50 de grade și capacitatea sa nu scade. După o perioadă lungă de inactivitate, bateria cu gel nu își pierde proprietățile.

Dacă această baterie urmează să fie utilizată într-o cameră rece, atunci ar trebui să fie izolată. În niciun caz, nivelul de încărcare nu trebuie depășit. În caz contrar, poate exploda sau eșua. În plus, sunt foarte sensibili la supratensiuni.

AGA

De fapt, ele aparțin tipului de plumb-acid. Dar există o diferență - aceasta este fibra de sticlă din interior, care se află în electrolit. Acidul umple straturile acestui material. Acest lucru face posibil ca ea să nu se răspândească. Toate acestea sugerează că o astfel de baterie solară poate fi plasată în orice poziție.

Aceste baterii au o capacitate bună, durează mult timp și pot fi reîncărcate de până la 500 sau 1000 de ori. Totul depinde de producător. Dar, în ciuda tuturor avantajelor, există un dezavantaj semnificativ. Sunt sensibili la curenti mari. Acest lucru poate umfla corpul.

Baterii turnate cu nichel-cadmiu

Sunt alcaline și trebuie umplute cu electrolit. Spre deosebire de bateriile pline cu jeleu, acestea sunt mai sigure. Costul lor nu este mare și puterea este păstrată destul de bine.Capabil să reziste multor cicluri de încărcare și descărcare.

Durata de viață este destul de scurtă. Cu cât îl folosiți mai mult, cu atât capacitatea lui devine mai mică.

Baterii auto

Aceste dispozitive sunt destul de profitabile în ceea ce privește economisirea banilor. Oamenii care își fac propria centrală solară le folosesc cel mai des.

Dezavantajul acestor baterii este uzura rapidă și înlocuirea frecventă. Ca urmare, pot fi folosite pentru o perioadă scurtă de timp și pentru module solare de putere redusă.