Аккумулятор для солнечных панелей срок службы

Какой срок службы у слонечных батарей и других комплектующих солнечных электростанций

Любая СЭС состоит из нескольких основных элементов оборудования, каждый из которых имеет свой срок службы. Он зависит от типа солнечных батарей, инвертора, контроллера и аккумуляторной батареи, а также условий их эксплуатации. Максимальной долговечностью отличаются наиболее дорогие модели. По этой причине покупка комплекта всегда связана с поиском оптимального соотношения цены и качества всех входящих в него комплектующих.

Срок службы солнечных панелей

На современном рынке представлен огромный ассортимент классических и тонкопленочных фотоэлектрических модулей. Для удобства ориентирования, независимо от типа, их разделяют на четыре класса (более подробно о особенностях каждого класса солнечных батарей мы писали тут).

1. «Grade A».

Высший класс качества. Отличительными чертами является полное отсутствие механических и структурных дефектов. Производители – компании из ТОП-20 широко известного мирового рейтинга Tier-1 от Bloomberg. Лучше всех прочих вариантов переносят неблагоприятные условия эксплуатации. Гарантированный срок службы таких солнечных батарей – 12-15 лет при сохранении 90% первоначального КПД и 25-30 лет – 80%.

2. «Grade В».

Незначительно уступает по качеству модулям высшей категории. Визуально определить различия практически невозможно, поэтому класс изделий можно перепроверить только по технической документации. Изготавливаются преимущественно на заводах Поднебесной. При отсутствии форс-мажорных условий использования способны прослужить те же 25 лет при потере не более 20% эффективности.

3. «Grade С».

Производители модулей такого класса – малоизвестные азиатские фирмы. Обходятся они на 25-30% дешевле, но характеризуются наличием заметных внешних дефектов. Теоретически сохраняют приемлемую производительность на протяжении 10-15 лет, но могут резко деградировать (о причине такого процесса писали тут) и раньше. Для надежной СЭС их покупка специалистами настоятельно не рекомендуется.

4. «Grade D».

Данный сегмент включает бывшую в употреблении продукцию, а также панели без классификации, предлагаемые «серым» и «черным» рынком. Предсказать оставшееся время их эффективной работы не представляется возможным.

Срок службы инверторов

Следующим обязательным элементом оборудования любой гелио станции является инвертор. Этот прибор выполняет преобразование постоянного тока от панелей в переменный 220 вольт, поступающий на потребляющие устройства.

Конструктивно инверторы для солнечных батарей отличаются друг от друга незначительно. Разница между моделями состоит преимущественно в функциональности и надежности. По этой причине срок службы инверторов премиального и бюджетного классов примерно одинаков и составляет 10-15 лет. Однако существуют инновационные разработки, позволяющие продлить время эксплуатации до 20 лет и более. В гарантийных обязательствах производителей обычно указывается 5-7 лет.

Значительно меньше данный элемент СЭС может прослужить только в результате преждевременного выхода из строя при форс-мажорных обстоятельствах.

Срок службы аккумуляторной батареи

В автономных и гибридных СЭС наличие АКБ обязательно, поскольку без накопителей система не сможет выдавать энергию круглосуточно. По технологическому исполнению и продолжительности эксплуатации аккумуляторы отличаются друг от друга больше любых других элементов СЭС.

В системах солнечного электроснабжения могут применяться АКБ следующих типов.

1. Классические свинцово-кислотные.
2. AGM
3. На основе гель наполнителей.
4. Li-On и технологически сходные на базе лития.

Срок службы аккумулятора солнечной батареи первого типа не превышает 3-4 года, второго 5-7 лет, третьего – до 12-15, четвертого – 20 лет и более.

Существенно отличаются перечисленные разновидности накопителей и по своим возможностям. Однако виду высокой стоимости наиболее эффективных моделей для каждого проекта выбирается АКБ, приобретение которой финансово целесообразно. Более подробно о том какие аккумуляторы лучше для солнечных электростанций мы уже писали в блоге.

Срок службы контроллеров заряда

Для всех СЭС, использующих промежуточные накопители энергии, необходимо устройство, контролирующее скорость и уровень их зарядки, а также разрядки. При отсутствии контроллера аккумуляторные батареи быстро выходят из строя, а время их эффективного использования кратно сокращается.

Данные устройства отличаются значительным разнообразием. Простейшие из них являются обычными прерывателями тока, а потому срок службы такого контроллера почти бесконечен.

Более сложные приборы используют ряд электронных компонент и время их эксплуатации гораздо короче. В основном на программируемые контроллеры производители устанавливают гарантию от 5 до 8 лет. Хотя встречаются экземпляры с 10 и даже 12-летним гарантийным сроком.

Как продлить срок службы солнечных батарей и других комплектующих

Существуют разные способы максимально удлинить эффективное время эксплуатации любой СЭС. О некоторых из них следует позаботиться заранее, еще до запуска станции. Остальные необходимо использовать на протяжении всего периода ее дальнейшего функционирования.

1. Первое и главное условие – грамотный подбор оборудования и его квалифицированный монтаж на крыше или земле/стене и т.п.. Любая ошибка или неучтенный нюанс могут стоить владельцу огромных финансовых потерь. По этой причине установку и пуско-наладку настоятельно рекомендуется доверить профессионалам.
2. Систему обязательно нужно снабдить многоуровневой защитой от скачков напряжения. УЗИП (устройства защиты от импульсных напряжений) устанавливаются в трех местах – входном ВРУ, распределительном щите и непосредственно перед элементами оборудования.
3. Наибольшей опасности подвергается целостность панелей, поскольку они всегда расположены вне помещений. Для защиты от сильных ветров при наземной установке вокруг батарей можно установить решетку или заборчик. Кровельные варианты часто дополнительно ламинируются специальной пленкой, защищая батареи от механических повреждений.
4. Срок службы солнечных батарей увеличится, если между рабочей поверхностью и плоскостью крыши будет небольшой просвет. Это обеспечит качественную вентиляцию, и панели не будут перегреваться.
5. По этой же причине в разное время года необходимо правильно ухаживать за солнечными панелями (например, летом и в жаркую погоду, рекомендуется периодически поливать гелио поверхности водой из шланга, это не только очистит ячейки от пыли, но и увеличит КПД системы за счет снижения температуры).

Источник

Какие аккумуляторы лучше? Актуальная информация на 2021 год

Аккумуляторы имеют решающее значение, чтобы использовать вашу систему в рабочем состоянии в любое время суток. С неправильно подобранным банком аккумуляторов, вы сможете воспользоваться солнечной энергией только тогда, когда солнечные батареи ее производят, а при заходе солнца аккумуляторы могут быть не способны выдать необходимую мощность.

Зачем нужны аккумуляторы в системах на солнечных батареях

Поскольку солнечное излучение величина не постоянная и, если вы не подключены к центральной электросети или подключение не стабильное, недостаточно иметь просто солнечные батареи. Вам нужно где-то хранить энергию и наличие надежных аккумуляторных батарей, поможет вам сохранить электроэнергию, которую ваши солнечные панели производят в течение дня.

К вопросу «какой аккумулятор выбрать для солнечных батарей» надо подойти предельно серьезно, чтобы использовать вашу систему в рабочем состоянии в любое время суток. С неправильно подобранным банком аккумуляторов, вы сможете воспользоваться солнечной энергией только тогда, когда солнечные батареи ее производят, а при заходе солнца аккумуляторы могут быть не способны выдать необходимую мощность. При отсутствии хороших аккумуляторных батарей вам придется бороться с недостатком энергии, особенно если в сети электроснабжения есть перебои или она попросту отсутствует.

Свинцово – кислотные, в том числе AGM и GEL и литиевые аккумуляторы, набирающие популярность, на сегодня наиболее востребованы для электроснабжения, найдем их отличия и определим преимущества или недостатки.

Сравнение свинцово-кислотных и литиевых батарей

Свинцовые батареи стоят дешевле, но они имеют более короткий срок службы и по современным меркам низкую плотность энергии, а некоторые из них требуют регулярного технического обслуживания, чтобы поддерживать их в рабочем состоянии. Литиевые батареи дороже, но они не требуют технического обслуживания и имеют более длительный срок службы, что соответствует их более высокой цене. Давайте более подробно рассмотрим какой лучше взять аккумулятор для солнечных электростанций, плюсы и минусы каждого варианта и объясним, почему вы можете выбрать один из них для своей системы.

Свинцово-кислотные с жидким электролитом

Отличительной особенностью этих батарей является то, что свинцовые пластины погружены в жидкий электролит. Их необходимо регулярно проверять и доливать каждые 1-3 месяца, чтобы они работали должным образом. Халатное отношение к обслуживанию может сократить их срок службы и аннулировать гарантию. Поскольку в ходе эксплуатации этот тип АКБ может выделять опасные газы, их необходимо устанавливать в вентилируемом помещении, чтобы позволить газам батареи выходить наружу.

Герметичные свинцово-кислотные

Герметизированные бывают двух типов: AGM и GEL, которые имеют много схожих свойств. Они практически не требуют обслуживания и влагозащищены. Отличия заключаются в электролите – в гелевом аккумуляторе он находится в загущенном состоянии, а в AGM электролит абсорбирован в стекловолокне. Считается, что они не выделяют газы, это не совсем так, поскольку для защиты аккумуляторов предусмотрены клапаны, которые могут открываться в экстренных ситуациях.

Панцирные OPzS и OPzV

Эти аккумуляторы являются разновидностью свинцово-кислотных аккумуляторов: OPzS – с жидким электролитом, а OPzV с электролитом в виде геля. Минусы – низкая плотность энергии и нелинейные разрядные характеристики, свойственные всем свинцовым аккумуляторам. Из плюсов можно отметить 1200-1500 циклов, при глубине разряда на 80%, что в 2-3 раза больше в сравнении с обычными свинцово-кислотными АКБ, но и более высокую цену, которая соизмерима уже со стоимостью LiFePo4 аккумуляторов.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы

Одним из лучших химических составов литиевых АКБ для солнечных батарей является литий-железо-фосфат LiFePO4, он же LFP, еще встречается название «Лифер». Эта технология имеет в несколько раз больший срок службы, чем у свинцовых АКБ и может использоваться при более глубоких циклах. Благодаря линейным разрядным характеристикам можно использовать меньшую емкость, при разряде большими токами. Они также не требуют обслуживания или вентиляции, в отличие от заливных свинцово-кислотных батарей. LiFePO4 это одна из разновидностей литий-ионных батарей, но в отличие от них LiFePO4 пожаро-взрывобезопасны.

Литий-титанатные, они же LTO

Можно уверенно сказать, что это великолепные аккумуляторы и одни из лучших на данный момент и они имеют все вышеперечисленные плюсы LiFePO4 аккумуляторов, но и еще могут заряжаться просто огромнейшими токами в 10С (для сравнения «свинец» можно заряжать токами 0,1 – 0,2С) и имеют ресурс 16000 циклов. Из минусов можно отметить высокую цену и больший вес в сравнении с LiFePO4.

Литий-ионные, они же Li-ion

Имеют очень высокую плотность энергии и малый вес, благодаря чему широко применяются на электротранспорте, в том числе в Тесле, но имеют существенный недостаток — при повреждениях и при работе в нештатном режиме могут воспламеняться. У LiFePO4 и Литий-титанатных аккумуляторов отсутствует этот недостаток, поэтому они более предпочтительны для использования в автономных и бесперебойных системах.

Подводя промежуточный итог, можно отметить, что первоначальные вложения на литиевые батареи больше, но при эксплуатации стоимость владения получается значительно ниже — за время эксплуатации литиевых аккумуляторов приходится несколько раз заменить свинцовые АКБ.

Выделим основные превосходства литиевых LFP и LTO аккумуляторов над свинцово-кислотными:

1. Срок службы в несколько раз больше, чем у свинцовых АКБ;
2. Количество циклов при глубине разряда 80% составляет 2000-3500 у LFP и до 16000 у LTO, против 300-350 циклов у обычного «свинца» и до 1500 циклов у OPzS c OPzV;
3. Быстрый заряд, благодаря способности принимать большие токи заряда (зарядный ток до 2С (у LFP) и до 10C (у LTO), против 0,1-0,3С у свинцовых;
4. Линейные разрядные характеристики позволяют использовать в 2-3 раза меньшую емкость, в сравнении со «свинцом» и получать паспортную емкость независимо от разрядного тока;
5. Меньший вес, высокая плотность энергии;
6. Не выделяют вредные вещества и пожаро-взрывобезопасны.

Из минусов литиевых АКБ можно отметить, что их нельзя использовать без системы балансировки и защиты BMS (Battery Management System) и более высокие первоначальные вложения.

Сравнительная таблица аккумуляторов:

	Свинцовые автомобильные	Свинцовые AGM/GEL	Свинцовые OPzS	Свинцовые OPzV	Литий-ионные Li-ion	Литий-титанатные LTO	Литий-железо-фосфатные LiFePO4
Плюсы	Низкие первоначальные вложения.	Герметизирован-ные. Не выделяют газы	Возможность обслуживания. хорошие показатели для свинцовых АКБ.	Герметизирован-ные. Не выделяют газы. Хорошие показатели для свинцовых АКБ.	Самая высокая плотность энергии. Малый вес и объем. Большой срок службы.	Самый большой срок службы. Возможно заряжать и разряжать огромными токами. Полностью безопасны	Высока плотность энергии. Большой срок службы. Большие зарядные и разрядные токи. Полностью безопасны.
Минусы	Малый срок службы. Выделяют газы. Медленный заряд. Не способны долговременно выдавать большие токи. Нелинейные разрядные характеристики.	Малый срок службы при постоянном циклировании. Медленный заряд. Не способны выдавать большие токи. Маленькая снимаемая емкость при разряде большим	Высокая стоимость. Медленный заряд. Не способны выдавать долговременно большие токи. Маленькая снимаемая емкость при разряде большими токами.	Высокая стоимость. Медленный заряд. Не способны выдавать долговременно большие токи. Маленькая снимаемая емкость при разряде большими токами.	При повреждении или при работе в нештатном режиме опасны, обильно выделяют газы и пожароопасны. Нельзя использовать без системы балансировки и защиты.	Самые большие первоначальные вложения. Нельзя использовать без системы балансировки.	Высокие первоначальные вложения. Нельзя использовать без системы балансировки.
Номинальное напряжение 1шт, В	12	12	2	2	3,7	2,3	3,2
Количество шт последовательно, для получения 12В	1	1	6	6	4	6	4
Удельный вес, Вт*ч в 1кг	45	40	33	33	205	73	95
Цена за 1000 Вт*ч, руб (на 2019г)	7000	14000	16000	20000	14000	33000	16000
Количество циклов, при разряде 30%	750	1400	3000	5000	9000	25000	10000
Количество циклов, при разряде 70%	200	500	1700	1800	5000	20000	5000
Количество циклов, при разряде 80%	150	350	1300	1500	2000	16000	3000
Цена 1 цикла, при разряде на 30%, руб	9,3	10	5,3	4	1,6	1,3	1,6
Цена 1 цикла, при разряде на 70%, руб	35	28	9,4	11,1	2,8	1,7	3,2
Цена 1 цикла, при разряде на 80%, руб	46,7	40	12,3	13,3	7	2,1	5,3

Исходя из всех перечисленных аргументов и проведенному сравнительному анализу, можно сделать вывод, что литиевые аккумуляторы имеют превосходство над «свинцовыми» почти по всем параметрам. Но какой из основных трех типов литиевых батарей выбрать?

На наш взгляд на текущий момент для солнечной электростанции лучше купить аккумуляторы литий-железо-фосфатные, они имеют великолепные технические характеристики, долгий срок службы и в отличии от обычных Li-ion полностью безопасны. Более того, их стоимость 2 раза ниже, чем у литий-титанатых аккумуляторов и не смотря, что процессе эксплуатации LTO получаются выгоднее, существует большая вероятность купить восстановленный б/у LTO аккумулятор, который был снят с электротранспорта в Китае.

Поэтому в большинстве случаев предпочтительнее будут аккумуляторы по технологии LiFePO4.

Источник