Aurinkopaneelien paristot: yleiskatsaus sopivista akkutyypeistä ja niiden ominaisuuksista

Vaihtoehtoisia energiajärjestelmiä käytetään yhä enemmän asuinrakennusten sähköntoimittamiseen.Koska sähkön tuotanto- ja kulutustavat vaihtelevat, on tarpeen varmistaa sen kertyminen myöhempää tuotantoa varten. Oletko samaa mieltä?

Jotta energiaa voidaan käyttää omistajan tarvitseman ajan, aurinkopaneelien paristot sisältyvät järjestelmään. Kerromme sinulle, kuinka valita oikein laitteet, jotka on suunniteltu toimimaan lataus- ja purkujaksoissa. Suosituksemme auttavat sinua valitsemaan optimaalisen mallin.

Akut kotitalouden aurinkoenergiajärjestelmässä

Akkujen käytön menetelmien ja vivahteiden ymmärtäminen aurinkopaneeleista saatavan sähkön toimittamisessa antaa sinun tehdä oikean laitteiden valinnan ja varmistaa järjestelmän maksimaalisen tehokkuuden.

Tehdäksesi tietoisen oston, sinun on ymmärrettävä perusteellisesti akkuryhmän (lohkon) luomismenetelmät ja pääominaisuuksien laskentasäännöt.

Menetelmä laitteiden yhdistämiseksi yhdeksi ryhmäksi

Asuin- ja teollisuussovellukset kuluttavat sähkökuormitusta, joka ylittää yhden akun kapasiteetin. Jos aurinkoenergiajärjestelmä on suunniteltu suurelle määrälle sähkölaitteita, on tarpeen luoda sarja ladattavia akkuja tällaisen yhdistelmän esimerkin mukaisesti aurinkopaneelit.

Akkujen liittäminen yhteen sähkövarastoon voidaan tehdä rinnakkain, sarjana tai sekoitettuna. Valinta riippuu tarvittavasta lähtötehosta ja jännitteestä.

Riippuen tavasta, jolla paristot on kytketty toisiinsa, voit saavuttaa erilaisia ​​lähtöjännitearvoja, mutta sinun ei pitäisi luoda kovin monimutkaisia ​​piirejä, jotta vältetään tasausvirran muodostuminen ryhmän laitteiden välille.

Paristot sijoitetaan taloon tai muuhun rakennukseen sen varmistamiseksi, että ympäristön lämpötila on 10-25 astetta nollan yläpuolella ja jotta niihin ei pääse vettä. Tämä pidentää merkittävästi laitteiden käyttöikää ja vähentää energiahäviöitä.

Nykyaikaiset teknologiat asuinrakennuksiin sijoitettaviksi tarkoitettujen ladattavien akkujen valmistukseen lisäävät ympäristöturvallisuustoimenpiteitä. Siksi ei ole tarpeen ryhtyä erityisiin toimenpiteisiin huoneen tehokkaaseen ilmanvaihtoon. Niitä ei kuitenkaan saa sijoittaa olohuoneisiin.

Koska akuilla on huomattava paino (12 voltin ja 200 Ah:n laite painaa noin 70 kg), ne on sijoitettava lattialle tai vahvoille ja tukevasti kiinnitetyille telineille.

On välttämätöntä estää akkujen putoaminen korkealta, koska tässä tapauksessa ne epäonnistuvat, ja nestemäistä elektrolyyttiä sisältävät järjestelmät ovat myös vaarallisia ihmisten terveydelle, jos niistä tulee paine.

Kun virtakaapelin pituus kasvaa, sähkövastus kasvaa, mikä johtaa järjestelmän tehokkuuden laskuun. Siksi paristot sijoitetaan lähelle toisiaan johtojen kokonaispituuden minimoimiseksi.

Akkutelineen on kestettävä paljon painoa. Joten kahdeksan 200 ampeerin akun lohko painaa yli puoli tonnia

Järjestelmän toiminnan ominaisuudet

Akkujen rinnakkainen ja yhdistetty sarja-rinnakkaiskytkentä yhdeksi ryhmäksi laitteet voivat muuttua epätasapainoiseksi lataustason suhteen. Tämä johtaa siihen, että laite ei toimi täydessä syklissä, mikä tarkoittaa, että sen resurssit loppuvat nopeammin.

Auringon sähköntuotantojärjestelmä on aina varustettu ohjain, joka ohjaa akun latausta. Akkujoukon luomisen yhteydessä on lisäksi tarpeen asentaa latauksen tasaussiltoja.

Yhteen ryhmään yhdistettyjen akkujen epätasaisen lataamisen ja purkamisen ongelmien välttämiseksi on käytettävä saman mallin laitteita tai, mikä vielä parempi, samasta erästä. Tämä sääntö ei koske vain aurinkoenergiajärjestelmiä.

Nyt lähes kaikki asunnot voidaan varustaa 12 tai 24 voltin verkossa toimivilla laitteilla, mukaan lukien jääkaapit, televisiot jne. Tällaisella jännitteellä koko talossa ei kuitenkaan ole järkeä, koska nykyinen teho on erittäin korkea.

Tämä tarkoittaa, että tällaista ideaa toteutettaessa tarvitaan kallis kaapeli, jolla on suuri johtimien poikkileikkaus, ja sähkövastuksen häviöt ovat suuria.

Lähes kaikille kodinkoneille on olemassa malleja, jotka toimivat 12 voltin tasavirtaverkossa. Jos sähkökaapelin kulku ei ole liian pitkä, voidaan käyttää pienjännitejärjestelmää

Siksi ne asennetaan akkujen välittömään läheisyyteen invertteri – laite sähköjännitteen muuntamiseen.

Lisäksi akun todellinen lähtöjännite voi poiketa hieman ilmoitetusta jännitteestä. Joten täyteen ladatut ovat suosittuja käytettäväksi järjestelmä aurinkopaneeleilla geeliakut tuottavat 13-13,5 voltin jännitteen, joten invertteri toimii stabilisaattorina.

Tarvittavan akun kapasiteetin laskeminen

Akkujen kapasiteetti lasketaan odotetun itsenäisen toiminnan ilman latausaikaa ja sähkölaitteiden kokonaisvirrankulutuksen perusteella.

Sähkölaitteen keskimääräinen teho tietyllä aikavälillä voidaan laskea seuraavasti:

P = P₁ *(T₁ /T₂),

Missä:

• P₁ – laitteen nimellisteho;
• T₁ – laitteen käyttöaika;
• T₂ – arvioitu kokonaisaika.

Lähes koko Venäjän alueella on pitkiä aikoja, jolloin aurinkopaneelit ei toimi huonon sään takia.

Ei ole kustannustehokasta asentaa suuria akkusarjoja lataamaan ne täyteen vain muutaman kerran vuodessa. Siksi sen ajanjakson valintaa, jonka aikana laitteet toimivat vain purkamalla, on lähestyttävä keskimääräisen tilastollisen arvon perusteella.

Aurinkopaneelien tuottaman energian määrä riippuu pilvien tiheydestä. Jos pilvinen sää ei ole alueella harvinaista, tulee akun tilavuutta laskettaessa ottaa huomioon tulevan virran puute

Jos aiot käyttää päivän aikana kertyneen energian, esim aurinkolämmitys, silloin on parempi ottaa huomioon hieman suurempi väli, kuten 30 tuntia.

Pitkän ajanjakson aikana, jolloin aurinkopaneeleja ei ole mahdollista käyttää, on tarpeen käyttää muuta sähköntuotantojärjestelmää, joka perustuu esimerkiksi diesel- tai kaasugeneraattoriin.

100 % ladattu akku voi tuottaa virtaa ennen kuin se on täysin tyhjä, mikä voidaan laskea kaavalla:

P = U x I

Missä:

• U – jännite;
• I – nykyinen vahvuus.

Joten yksi akku, jonka jännite on 12 volttia ja virta 200 ampeeria, voi tuottaa 2400 wattia (2,4 kW). Useiden akkujen kokonaistehon laskemiseksi sinun on laskettava kunkin akun arvot yhteen.

Myynnissä on korkeatehoisia akkuja, mutta ne ovat kalliita. Joskus on paljon halvempaa ostaa useita tavallisia laitteita liitäntäkaapeleineen

Saatu tulos on kerrottava useilla vähennystekijöillä:

• Invertterin tehokkuus. Kun jännite ja teho sovitetaan oikein invertterin tulossa, saavutetaan maksimiarvo 0,92 - 0,96.
• Virtakaapeleiden tehokkuus. Akkuja yhdistävien johtojen pituuden ja etäisyyden invertteriin minimoiminen on välttämätöntä sähkövastuksen vähentämiseksi. Käytännössä indikaattorin arvo on 0,98 - 0,99.
• Pienin sallittu akun purkaus. Jokaisella akulla on alempi latausraja, jonka ylittyessä laitteen käyttöikä lyhenee merkittävästi. Tyypillisesti ohjaimet asettavat minimilatausarvon 15 %:iin, joten kerroin on noin 0,85.
• Suurin sallittu kapasiteetin menetys ennen paristojen vaihtoa. Ajan myötä laitteet vanhenevat ja niiden sisäinen vastus kasvaa, mikä johtaa niiden kapasiteetin peruuttamattomaan laskuun. On kannattamatonta käyttää laitteita, joiden jäännöskapasiteetti on alle 70%, joten indikaattorin arvoksi tulee ottaa 0,7.

Vastoin yleistä käsitystä akun hyötysuhdetta - vastaanotetun ja toimitetun sähkön suhdetta - ei pitäisi sisällyttää laskelmaan. Teknisessä dokumentaatiossa ilmoitettu akun kapasiteetti ottaa huomioon mahdollisen palautusmäärän.

Tämän seurauksena integraalikertoimen arvo laskettaessa uusien akkujen tarvittavaa kapasiteettia on noin 0,8, ja vanhoille, ennen kuin ne poistetaan, se on 0,55.

Kodin sähkön tuottamiseen yhden päivän lataus-purkausjakson aikana tarvitaan 12 akkua. Kun yksi kuuden laitteen lohko toimii purkua varten, toinen lohko latautuu

Suurin sallittu virta

Teknisissä asiakirjoissa on jokaiselle akulle määritetty suurin sallittu latausvirta. Tämän arvon ylittäminen johtaa laitteen ylikuumenemiseen, jyrkkään ja peruuttamattomaan suorituskyvyn heikkenemiseen.

Siksi akkuja valittaessa akkujärjestelmän kokoonpano sinun on varmistettava, että he pystyvät käsittelemään aurinkopaneelien tuottaman sähkön.

Toinen tärkeä indikaattori on sallittu purkausvirta:

• Vakiopurkausvirta, jonka arvolla (tai pienemmällä arvolla) akku on suunniteltu toimimaan. Kaikkien järjestelmään kytkettyjen sähkölaitteiden toiminta on varmistettava tällä indikaattorilla.
• Suurin purkausvirta, jonka laite voi tarjota lyhyen ajan huippukuormituksen aikana. Tällaisia ​​kuormia voi esiintyä, kun jotkin laitteet kytketään päälle, esimerkiksi ne, joissa on jääkaappi- tai ilmastointikompressoreita.

Ensimmäisen ilmaisimen tai toisen lyhyen ajan ylittäminen johtaa akun ennenaikaiseen kulumiseen. Laitteiden ikääntyessä nämä luvut pienenevät 20-30 %, mikä on myös otettava huomioon.

Laitteen ominaisuudet ja pääparametrit

Auton akkuja ei ole suunniteltu kestämään monia lataus- ja purkujaksoja. Vaihtoehto- ja varaenergian saamiseen käytetään erityyppisiä laitteita. Koska niiden kustannukset ovat korkeat, on tarpeen tutkia huolellisesti kaikki parametrit ennen ostamista.

Akun toimintatilat autossa ja vaihtoehtoisessa energiajärjestelmässä ovat niin erilaisia, että sen käyttötarkoitus näkyy jopa itse laitteessa

Vaihtoehtoiseen energiaan käytetyt tyypit

Lähes kaikki vaihtoehtoisessa energiassa käytettävät ja rakennuksiin asennettavat akut ovat huoltovapaita. Käyttäjä ei voi suorittaa niillä fyysisiä toimintoja, jotka vaikuttavat niiden rakenteeseen.

Tämä tehdään akkujen fyysisen tai kemiallisen altistumisen riskin minimoimiseksi ihmisille, ilmalle ja heidän ympäristölleen. Siksi ei ole tarpeen tutkia yksityiskohtaisesti erityyppisten akkujen rakennetta ja fysikaalisia ja kemiallisia vivahteita. Laitteiden teknisten perusominaisuuksien eroihin tulisi kiinnittää enemmän huomiota.

OPzS-akut on suunniteltu yksinkertaisiksi lyijyhappolaitteiksi. Positiivisen levyn muodon muutos mahdollistaa huomattavasti suuremman lataus- ja purkausjaksojen määrän kuin autojen vastaavat.

Haittapuolena on nestemäisen elektrolyytin läsnäolo, joka voi olla vaarallista, jos paine alenee. Keskihintainen markkinarako.

Alkaliparistoja (nikkeli) käytetään harvoin, koska ne eivät ole herkkiä alhaisille virroille latauksen aikana ja koska ne tarvitsevat täyden syklin läpi ladatusta tilasta purkautumiseen. Muuten akun kapasiteetti laskee.

Lisäksi näillä laitteilla on suurempi paino ja mitat verrattuna saman kapasiteetin kilpailijoihin. Vaarallinen, jos paine on alennettu. Alhainen hintarako.

Akun paineen aleneminen on mahdollista sisäisen vian, liiallisen latausvirran, korkealta putoamisen tai sopimattomien käyttöolosuhteiden vuoksi. Suurimpia ongelmia tässä tapauksessa aiheuttavat laitteet, jotka sisältävät haihtumisen vuoksi vaarallisia nesteitä.

AGM-akuissa elektrolyytti on sidottu lasikuiturakenteeseen. Ne voidaan ladata pienillä virroilla.Ne ovat käytännössä turvallisia ja niillä on keskimääräinen hintaluokka kilpailijoiden keskuudessa.

GE-akuissa (geeliakuissa) elektrolyyttiin lisätään piidioksidia, mikä johtaa geelimäiseen tilaan. Laitteilla on korkea turvallisuustaso ja hyvä suorituskyky. Korkea hinta niche.

Vaihtoehtoisen energian akkuja ei myydä autokaupoissa. Voit ostaa niitä aurinkopaneeleja, tuulivoimaloita myyviltä yrityksiltä tai Internetin kautta.

Litiumpohjaisilla akuilla (esim. litiumrautafosfaattimallilla) on erittäin hyvä suorituskyky, ne ovat kompakteja, painoltaan huomattavasti vähemmän ja ne ovat käytännössä turvallisia. Niiden hinta on kuitenkin huomattavasti korkeampi kuin kilpailevien laitteiden, jopa geelimäisten, hinta.

Hinnan ja teknisten ominaisuuksien suhteen kannalta geeli- ja litiumparistot ovat houkuttelevimpia. Mutta kertaluonteinen alkuinvestointi niihin on melko suuri, joten myös muuntyyppiset laitteet ovat laajalle levinneitä vaihtoehtoisen energian akkumarkkinoilla.

Seuraavilla akkumerkeillä on aktiivinen kysyntä kotimarkkinoilla:

Esitetyille akuille on ominaista erinomaiset suorituskykyominaisuudet ja edullinen hinta.

Akkumallin valinta

Aurinkoenergiaakkujen tärkeimmät parametrit, joihin sinun on kiinnitettävä huomiota ostaessasi, ovat seuraavat:

• jännite ja kapasiteetti, jotka määrittävät akun tehon;
• turvallisen maksimipurkauksen syvyys, jonka mukaan akku voi toimia valmistajan ilmoittamissa aikarajoissa;
• taattu lataus- ja purkujaksojen määrä kaikkien teknisten ehtojen mukaisesti;
• itsepurkautumisarvo, joka kuvaa sähköhäviön voimakkuutta ladatussa akussa joutoajan aikana;
• enimmäislatausvirta, joka määrittää sähkömäärän aikayksikköä kohti, jonka akku voi hyväksyä vaarantamatta lisätoimintoa;
• vakiopurkausvirta, joka määrittää sähkömäärän aikayksikköä kohden, jonka akku pystyy toimittamaan pitkän ajan vaarantamatta lisätoimintaa;
• suurin purkausvirta, joka määrittää sähkömäärän aikayksikköä kohden, jonka akku pystyy toimittamaan lyhyen ajan vaarantamatta lisätoimintaa;
• optimaalinen lämpötila laitteen toiminnalle;
• akun koko ja paino, joiden tunteminen on tarpeen niiden sijainnin ja asennustavan valitsemiseksi.

Kaikki nämä parametrit on kuvattu teknisissä asiakirjoissa, jotka on julkaistu sähköisesti kaikkien suurten valmistajien verkkosivuilla.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Katsaus aurinkojärjestelmien erityyppisten akkujen toiminnan vivahteisiin:

Erityyppisten käynnistysakkujen vertailut. Vaihtoehtoisen energian hyvät ja huonot puolet:

Kokemusta litiumakkujen (LiFePo4) käytöstä. Todellinen autolaitteiden lohko, sen toiminnan vivahteet:

Akkujen oikea valinta parametrien mukaan varmistaa vaihtoehtoisen energiajärjestelmän luotettavan toiminnan.Sähkövarastossa ei tarvitse säästää liikaa - alkuinvestointi tulee takaisin järjestelmän jatkuvalla toiminnalla useiden vuosien ajan.

Jätä kommentit alla olevaan lohkoon, kysy kysymyksiä, lähetä valokuvia artikkelin aiheesta. Kerro meille, kuinka valitsit aurinkopaneeleista akut maasi minivoimalaitokseen. Jaa tietoa, josta on hyötyä sivuston vierailijoille.