Щелочные аккумуляторы 12в для солнечных батарей

Особенности эксплуатации щелочных аккумуляторов для солнечных батарей

В системах автономного энергоснабжения для накопления энергии солнца применяются аккумуляторы нескольких типов. Один из них – щелочные аккумуляторы. В качестве электролита в них применяются щелочи, причем такие АКБ, в свою очередь, подразделяются на никель-кадмиевые, никель-железные и никель-металгидридные.

Главная особенность таких аккумуляторов в том, что они плохо «отдают» большие токи, а малые токи (примерно 1/10 часть емкости) «отдают» очень хорошо и на протяжении долгого времени. Иными словами, в отличие от кислотных, щелочные аккумуляторы вполне допускают полный разряд. Более того, если АКБ будет разряжена не «в ноль» и пойдет процесс заряда, полной емкости она не наберет. Наиболее выражен этот эффект у аккумуляторов на Ni-Cd.

Это означает, что подобные батареи нецелесообразно разряжать/заряжать частично, требуется полный расход/накопление заряда. Кроме того, не стоит забывать, что «щелочники» относятся к обслуживаемым АКБ, им необходима периодическая проверка остаточного уровня электролита и уровня заряженности (с разрядом/дозарядом, если это нужно) . Однако при правильной эксплуатации ресурс щелочных батарей очень велик (1000-1500 циклов или порядка 15-20 лет).

Из особенностей заряда данных АКБ вытекает еще один аспект – практически полная невосприимчивость к малым токам. Иными словами, ток от солнечных батарей через них проходит, а заряд не накапливается.

Итак, к преимуществам щелочных АКБ можно отнести:

• поддержание стабильного напряжения при заряде/разряде;
• большой рабочий ресурс;
• возможность запасать большое количество энергии из расчета на единицу веса.

Из недостатков же выделяются:

• невосприимчивость к малым токам;
• необходимость регулярного обслуживания;
• необходимость полного заряда/разряда.

По стоимости герметичные никель-металгидридные и никель-кадмиевые АКБ несколько дороже кислотных, однако за счет их гораздо большего ресурса разница эта несущественна. Также выпускаются Ni-Fe и Ni-Cd батареи с жидким электролитом. Стоимость их ниже, чем герметичных аналогов. Но поскольку в них содержится жидкая щелочь, устанавливать их нужно только в вентилируемых помещениях, так как при работе они выделяют газы. При этом себестоимость запасенной энергии вполне сопоставима (а зачастую и ниже) со стоимостью энергии в герметичных свинцово-кислотных АКБ.

Щелочные батареи и гелиосистемы

В силу своих особенностей, «щелочники» редко используются в автономных энергосистемах, работающих на возобновляемых источниках. Связано это именно с «порционными» зарядами/разрядами, типичными для таких систем, и с наличием токов малой мощности. При этом, поскольку в щелочных батареях можно запасать очень много энергии, их чаще используют как переносные энергоисточники.

В системах же, основанных на энергии солнечных батарей, «щелочники» применяют только в нескольких случаях:

• в малобюджетных системах (при наличии помещения с принудительной вентиляцией);
• в системах, заряжаемых большим током (при наличии очень мощных гелиопанелей или постоянной дозарядки от резервного источника для поддержания тока на должном уровне).

Обязательным условием использования щелочных аккумуляторов в гелиосистемах является наличие соответствующего зарядного контроллера, который будет отслеживать величину поступающего в АКБ тока.

Также нужно помнить, что при разряде напряжение таких АКБ ниже (примерно на 40%), чем у кислотных. Это означает, что при прочих равных условиях число «щелочников» в батарее будет больше, чем «кислотников». Внутреннее сопротивление также достаточно велико, поэтому при больших разрядных токах напряжение будет уменьшаться очень интенсивно. Отслеживать же такие падения умеют далеко не все контроллеры.

Что же касается места установки, то, кроме хорошей вентиляции, оно должно обладать и достаточной площадью. Дело в том, что «щелочники» довольно габаритны и тяжелы, при этом они требуют места для проведения обслуживания.

Учитывая все выше сказанное, становится понятным, почему щелочные АКБ достаточно редко применяются в автономных системах на солнечных батареях. Устанавливают их, как правило, в больших энергокомплексах (например, полное снабжение здания), где их способность выдерживать постоянные значительные нагрузки и глубокие разряды превращается в неоспоримое достоинство. Кроме того, в таких комплексах обычно не составляет сложности выделить отдельное помещение для АКБ.

Источник

Особенности эксплуатации щелочных аккумуляторов для солнечных батарей

При использовании солнечных батарей могут применяться разнообразные аккумуляторы. Щелочные аккумуляторы находятся в их числе. Даже из названия понятно, что в роль электролита в устройстве выступает щёлочной раствор.

Более того, они делятся на три подвида:

• никель-железные;
• никель-кадмиевые;
• никель-металгидридные.

В чём, собственно, заключается основная особенность данных АКБ? Считается, что они способны хорошо, так сказать, отдавать маленькие токи, а большие отдают плохо. Если сравнивать с кислотными АКБ, то данные приборы могут разрядиться полностью и также полностью зарядится при любых температурных условиях и одинаково высоким КПД. Бытует мнение, что если устройство разрядится не в полной мере, его при этом снова начнут заряжать, то оно полноценно зарядиться не сможет, в особенности у АКБ на Ni-Cd. Это верно, но только в случае долговременного и постоянного недоразряда в течении нескольких месяцев. Проблемма устраняется простым долговременным зарядом на несколько часов больше положенного.

Еще одна особенность АКБ Ni-Cd это полноценно воспринимать и отдавать заряд при очень низких температурах до -50. Это не относится к никель-железным и никель-металгидридным АКБ. Кислотные устройства могут только хорошо отдать, а воспринять заряд только при температурах выше нуля. Это связано с тем, что плотность электролита в никель-кадмиевых аккумуляторах не меняется от уровня заряда, в отличие от остальных АКБ.

Такие устройства требуют некоторого обслуживания. В связи с этим, нужно время от времени проверять какой уровень электролита остался. Также проверяется, какой уровень зарядки имеет аккумулятор. Если они используются верно, то ресурс их будет большим — не менее двадцати лет.

Особенность никель-железных аккумуляторов невосприимчивым к малым токам. То есть ток через приборы идёт, но они не могут накопить заряд.

Преимущества АКБ никель-кадмиевых очевидны, поскольку они обладают большим ресурсом для работы, могут поддерживать напряжение при заряде. Помимо того, они обладают возможностью запасать значительное количество энергии, если говорить о расчёте единицы веса. К отрицательным характеристикам можно отнести и необходимость обслуживания.

Если сравнивать никель-металгидридные и никель-кадмиевые изделия с кислотными вариантами, то они будут стоить несколько дороже. Зато их ресурс больше. У них есть особенность, которая заключается в том, что такие устройства требуют установки в вентилируемых помещениях. Работая данные АКБ выделяют газы, как собственно и кислотные аккумуляторы. Но в переод предельной нагрузки щелочные АКБ выделяют водорода в большей степени, чем кислотные.

О щёлочных Ni-Cd батареях и о солнечных системах.

Несмотря на свои достоинства, Ni-Cd довольно нечасто применяются в автономных установках, которые работают на возобновляемых источниках. Это объясняется тем, что кислотные аккумуляторы дешевле, меньше по размерам,весу и устанавливаются в помещениях с положительной температурой. Нередко солнечные системы и кислотные батареи применяются в качестве передвижных источников энергии — опять вес, размер.

В тех системах, которые работают от солнечных панелей, АКБ Ni-Cd применяются тогда, когда к системе предьявляются довольно жесткие требования эксплуатации. Пониженная температура, повышенная влажность и отсутствие дополнительных источников энергии. Тут надо добавить, что Ni-Cd лекго выводятся из состояния полной разряженности, как только появляется хоть какие то токи заряда.

Если сравнивать с кислотными устройствами, то заряд отдается у Ni-Cd намного больше при той же емкости. Разница с кислотными составляет примерно 40-60 процентов. Если же говорить о внутреннем сопротивлении, то оно, соответственно, имеет довольно-таки большое значение. По этой причине напряжение будет падать ускоренно при больших разрядных токах. Не каждый контроллер может справиться с отслеживанием такого падения.

Как уже говорилось, место, где устанавливается АКБ, должно вентилироваться. Помимо этого, площади для установки должно быть достаточно. Для щёлочных аккумуляторов характерна габаритность, потому они нуждаются в достаточном месте, в том числе и для проведения обслуживания. Поэтому благодаря особенностям низкотемпературной работы АКБ Ni-Cd, их устанавливают в пристройках, контейнирах или просто под навесом от осадков. Тем самым экономится место полезной площади строения.

Неудивительно, что щелочные АКБ Ni-Cd очень часто применяются в автономных системах, которые получают энергию от солнечных панелей. Обыкновенно, они используются там, где здание полностью снабжается получаемой от батарей энергией. Именно в этом случае особенности таких устройств можно рассматривать как достоинство. Тем более вокруг таких зданий обычно достаточно места для размещения и солнечных батарей и аккумуляторных систем, т.к. это в основном всегда сильно удаленные от коммуникаций отдельно стоящие здания.

Источник

Аккумулятор для солнечных батарей — какой лучше и как подключить

Потребители электроэнергии все больше обращают внимание на солнечные батареи, как альтернативный способ получения электричества. В современных условия это не только благоприятно сказывается на окружающую среду, но и помогает значительно сэкономить собственные средства. Для предприятий такие системы особенно актуальны, а для экономии накопленной электрической энергии в батарее потребуется аккумулятор.

Количество АКБ для солнечных батарей может быть разным

Принцип работы аккумулятора для солнечных батарей

По сути аккумулятор для солнечных батарей нечто базового накопителя электроэнергии. Он позволяет сохранить солнечную энергию в течении дня и дает возможность использовать ее вечером, когда вся семья собирается дома. Аккумулятор необходим для источников альтернативной энергии, ведь сами панели вырабатывают постоянный ток, который невозможно использовать для работы бытовых приборов. Преобразовать его помогает АКБ, образуя необходимые 220 В и 50 Гц.

Важно! Аккумуляторы для солнечныx батарей должны обладать способностью полностью наполняться электроэнергией и освобождаться от нее. При необходимости они позволяют до конца использовать накопленное электричество без вреда для своей работы.

Обыкновенные, привычные большинству, свинцово-кислотные аккумуляторы могут выполнять функцию накопителя для солнечной батареи, но срок службы их значительно сократиться, а эксплуатация будет вызывать значительные неудобства. Необходимо ответственно подойти к выбору подходящей АКБ для зеленой системы выработки электроэнергии.

Виды подходящих аккумуляторов

Самыми подходящими АКБ для солнечных батарей являются гелевые аккумуляторы. Как правило, к этой группе относят еще и приборы с абсорбирующим электролитом. Результат использования обоих мало чем отличается, а общие черты позволяют их применять в солнечных системах.

Главное отличие гелевых АКБ от обычных аналогов – форма электролита. Его химический состав в большинстве случаев остается таким же или незначительно изменяется, но электролит перестает быть жидким. Это достигается посредством использования различных примесей, помогающих достичь загущения и образования гелеобразной субстанции.

Интересно! Для загущения электролита каждый производитель использует свои методы. Это может быть добавление кремниевых соединений или наполнение пустот абсорбирующим материалом, таким как стекловолокно.

Гелевые аккумуляторы не требуют дополнительного обслуживания в течение срока эксплуатации. Достигается это посредством рекомбинации газов. Ионы водорода и кислорода, испаряясь не уходят вне прибора, а рекомбинируют в воду, что позволяет не доливать воду на протяжении всего срока службы. Такие АКБ называют необслуживаемыми.

Основные характеристики аккумуляторов

В АКБ для солнечной системы необходимо выполнение обратных химических процессов. Многократная зарядка и глубокая разрядка возможны не в каждом аккумуляторе. Главными характеристиками подходящих аккумуляторов называют:

• емкость;
• тип устройства;
• саморазряд;
• плотность энергии;
• температурный режим;
• атмосферный режим.

При покупке аккумулятора для солнечной системы следует особое внимание уделить химическому составу и емкости, обязательно обратить внимание на выходное напряжение.

Следует подобрать удобное место для установки и обслуживания АКБ

Премиальные варианты гелевых аккумуляторов способны безболезненно выходить из состояния полной разрядки заряда, а циклическая служба достигает пяти лет. Благодаря плотному наполнению электролита по поверхности электродов исключено появление коррозии. Качественные АКБ обладают пониженным саморазрядом и способны работать при экстремальных температурных условиях.

Критерии выбора аккумулятора для солнечных батарей

Производители постоянно совершенствуют технологии для аккумуляторов солнечных батарей, а одинаковые цифровые показатели характеристик в действии могут проявить себя совершенно по-разному. Но следует обязательно обратить внимание на такие показатели:

• рабочий уровень емкости;
• ток заряда;
• ток разряда.

При подборе АКБ следует учитывать количество самих зеленых систем, от этого будет зависеть необходимая емкость батареи. Чаще всего встречаются батареи с напряжением 12 В, исходя из этого потребуется рассчитать, какое количество АКБ потребуется соединить последовательно.

Если рабочее напряжение солнечной батареи превышает напряжение одного аккумулятора, нужно подсчитать, сколько потребуется их соединить, как правило цифра получается кратна 12. Также стоит учитывать, что при последовательном соединении аккумуляторов меняется напряжение, а емкость остается прежней, при параллельно наоборот.

Какой АКБ выбрать для солнечной электростанции

Производители предлагают большой выбор солнечных батарей и аккумуляторов, запутаться в их характеристиках достаточно просто. Вначале следует определиться с ценовыми показателями, а затем выяснить точные характеристики всех вариантов.

От количества солнечных систем зависит необходимое количество АКБ

Рейтинг лучших бюджетных вариантов

Среди недорогих, но достаточно практичных АКБ следует выделить несколько наиболее привлекательных своими характеристиками:

• Casil CA 12120 – напряжение АКБ 12 вольт, а емкость 12 ампер*часов, тип батареи AGM, а вес составляет 4 кг;
• Azbist ASAGM-12400M6 – при напряжении в 12 В емкость этой АКБ составляет 40 ампер*часов, в производстве использована технология AGM, но вес 11,8 кг, максимальный ток разряда составит 300 ампер, а заряда 12 А, при саморазряде не более 3%;
• Ventura VG 12-65 GEL – тип батареи гелевая, напряжение 12 вольт, а емкость 65 Ач, вес 22 кг, а срок службы, гарантированный производителем 15 лет или тысяча циклов;
• Pulsar HTL12-55 – гелевая система обладает напряжением 12 вольт и емкостью 55 ампер-часов, масса АКБ составит 16 кг;
• Ostar OP1270 – один из наиболее дешевых вариантов АКБ для зеленых систем, при емкости 7 Ач имеет рабочее напряжение 12 В и создан на основе AGM технологии, вес всего 2,1кг.

Приобретая самый дешевый аккумулятор для солнечной панели обязательно следует учитывать используемую нагрузку. Для большого количества электроприборов этот вариант не подойдет.

Рейтинг лучших универсальных вариантов

Самыми популярными аккумуляторами для солнечных батарей являются приборы средней ценовой категории, они обладают высокими характеристиками при достаточно приемлемой цене. Особого внимания заслуживают следующие модели:

• Challenger A12-80 – модель не на много дороже большинства образцов из низкого сегмента, но емкость уже составляет 81 Ач при напряжении 12 В, вес устройства 24 кг, а работать сможет при температурах от -20 до +60 градусов по Цельсию;
• EverExceed 8G27M-12100MG – гелевый АКБ с напряжением 12 вольт и емкостью 100ампер-часов, рассчитан на 1000 циклов, а максимально низкая температура достигает -40 С;
• Azbist ASGEL-121000M8 – сто ампер-часов и все те же 12 вольт, тип АКБ – гелевый, а максимальный ток заряда составляет 1000 ампер за 5 секунд;
• Logicpower LP-MG12V150AH – емкость увеличена до 150 Ач, а в качестве наполнения используется мультигель, вес составит 57 кг.

Универсальные батареи получится использовать в различных климатических условиях, даже при достижении низких температур.

Рейтинг лучших премиальных вариантов

Работа в экстремальных климатических условиях возможна с использованием премиум сегмента аккумуляторных батарей. Среди них наиболее интересными и мощными моделями считают:

• Siap 6PT180 – работает на жидком электролите и имеет емкость 180 Ач, с ресурсом до 1200 циклов .масса составляет 64 кг;
• B.B.Battery BP230-12/B9 – для производства используется AGM технология, а емкость составляет 230 Ач, максимальный ток разряда составит 800 ампер, а вес 72,5 кг;
• Pulsar HTL12-300 – гелевая система обладает номинальной емкостью 300 Ач, гарантированный срок эксплуатации 15 лет, а вес 80 кг;
• EverExceed ST-6400 – работает на AGM технологии, а емкость его 443 Ач. Главная особенность в удвоенном циклическом ресурсе, все 600 возможных циклов обладают глубиной разряда 100%, а минимальная рабочая температура составляет -40 градусов Цельсия, вес аккумулятора составляет всего 55 кг.

Современные технологии не стоят на месте и на рынке постоянно появляются более мощные новинки, обладающие улучшенными характеристиками.

Инструкции по подключению аккумулятора для солнечных батарей

АКБ при установке солнечных батарей имеют свое место, которое четко определено инструкцией, но следует знать, как подключить солнечную панель к аккумулятору. Соединение с самой зеленой системой выполняется через контроллер, регулирующий загрузку и разгрузку, а с другой стороны АКБ соединяется с инвертором, способным преобразовать ток.

Схема соединения аккумуляторов для солнечной системы

Необходимый инвентарь

При самостоятельной установке и подключении зеленой системы потребуется приобрести

• панели зеленой системы или фотоэлектрические пластины;
• контроллер заряда, он обеспечит нормированный выход напряжения из аккумулятора;
• собственно, сам АКБ;
• инвертор, способный преобразовать низковольтный ток в необходимый для потребления электроприборами.

Для установки блоков аккумуляторов используют металлические настилы, покрытые полимером. Для подключения потребуется только отвертка. Предварительно следует изучить схему подключения солнечной батареи к аккумулятору с контроллером.

Схема установки

В первую очередь следует подключать контроллер и АКБ, для этого используют клеммы на первом и провода, входящие в его комплект. В первую очередь провода соединяются с контроллером, затем с аккумулятором. Для определения правильного подключения следует воспользоваться дисплеем контроллера. Все параметры сразу на нем отобразятся.

После этого приступают к подключению контроллера к самим батарея и АКБ к инвертору. Третья пара клемм на инверторе предназначена для подключения ночного освещения, в отсутствие необходимости их можно не использовать.

Внимание! На всех этапах соединения составляющих солнечной системы обязательно следует контролировать полярность.

Советы специалистов по обслуживанию АКБ для солнечных панелей

Если солнечная батарея установлена для приборов, работающих на 12 вольт, то необходимость подключения инвертора отсутствует. Для самостоятельного подключения солнечной системы существуют специальные системы, включающие полный комплект необходимых приборов, так исключается вероятность их несовместимости.

Диагностика – важный этап в долговечности солнечных систем

Рекомендуется раз в год проводить полную диагностику АКБ к солнечным батареям. Иногда пользователь сам решает проверить работоспособность оборудования. Причиной может быть повышенный режим эксплуатации или явные проблемы в работе системы.

Специалисты рекомендуют диагностировать батареи обратившись к специалистам, ведь для проверки многих показателей потребуется специальное оборудование. Таким образом получится выявить:

• проблемы с емкостью;
• допущенные ошибки при установке инвертора и превышение нагрузок;
• повреждение проводов и соединений;
• загрязнения внутри устройств системы.

Каждый из этих показателей способен значительно снизить работоспособность системы, а также вывести из строя оборудование.

Приобрести и установить аккумуляторы для солнечных батарей не сложно. Важно правильно подобрать оборудование, с учетом всех необходимых характеристик и выполнить грамотно соединение всех комплектующих системы. Качественные и емкие аккумуляторы помогут получать достаточно электричества для всех приборов домашнего хозяйства.

Источник