Тяговые аккумуляторы для солнечной электростанции

Аккумуляторы в солнечной электростанции мой опыт

Я тоже не исключение и начинал именно с автомобильных АКБ

фото моей электростанции

Первый акб был автомобильный на 60Ач, продержался он в системе ровно полгода и по окончанию своей жизни полностью потерял ёмкость и потемнел электролит в нём. Причина это постоянное нахождение в полу разряженном состоянии, АКБ редко заряжался на 100%, и часто разряжался до 10 вольт. В итоге он такого не перенёс, ведь в автомобиле АКБ всегда заряжен и его всегда заряжает генератор, а в солнечной системе приходится надеяться на солнце, которое зимой бывает неделями не показывается.

Потом были куплены ещё три автомобильных АКБ по 60Ач каждый, в зиму я покупал два штуки и они тоже за зиму полностью потеряли ёмкость. Стали заряжаться за 10 минут, и так-же быстро разряжаться. Весной купил ещё один АКБ, и с ним пережил лето, на следующую зиму он тоже умер.

Я начал разбираться почему так быстро умирают аккумуляторы, ведь деньги жалко так тратить на акб каждый год, и об этом ранее уже писал статьи всё разъясняющие (см в разделе «Аккумуляторы»). В итоге стало понятно что автомобильные АКБ не переносят глубоких разрядов и буквально за несколько таких разрядов до 10 вольт катастрофически теряют ёмкость. Причина в конструкции пластин самих АКБ, пластины тонкие и призваны отдавать большие токи чтобы крутить стартер, а при глубоком разряде пластины расширяются — деформируются и начинает отставать от решотки намазка пластин. Так-же наступает сильная сульфатация из-за постоянного недозаряда АКБ.

То-есть эти акб вообще не приспособлены для работы в автономных системах, где нет возможности держать АКБ постоянно заряженными, и акб работают не в буферном, а в циклическом режиме.

Тогда я решил перейти на литиевые АКБ, купил 8шт ячеек Lifepo4 по 20Ач, и собрал аккумулятор на 12в 40Ач. Покупал самые дешёвые ячейки на алиэкспресс и это оказалось моей ошибкой. Дешёвые ячейки отличались по ёмкости, и из-за этого разбегались по напряжению. Я купил плату защиты АКБ, и она часто отключала АКБ (уходила в защиту), Пришлось до конца не заряжать эти акб чтобы снизить разбежку по напряжению. Я стал заряжать акб до 13.2 вольта. После этого всё хорошо работало, но потом отказала плата защиты АКБ (BMS) и две ячейки в АКБ пепезарядились и вздулись. Пришлось акб снять и отложить так-как две ячейки испортились, а денег на замену ячеек и покупку новой платы защиты не было. Ну и разочарование от того что большая разбежка по ёмкости у ячеек, от этого по напряжению разбежка большая.

Далее у меня появились два аккумулятора более дорогих по 65Ач каждый, эти свинцово-кислотные AGM аккумуляторы бренда MNB. Я теперь решил что не буду разряжать АКБ ниже 12 вольт. Потом к ним я купил автомобильный АКБ на 90Ач, и в зиму я ушёл с тремя АКБ. И на удивление за зиму аккумуляторы не потеряли ёмкость и остались работоспособными. Потом я купил ещё два автомобильных акб по 90Ач и в итоге у меня стало пять аккумуляторов. Общая ёмкость составила 400Ач.

В итоге сейчас вторую зиму будут работать эти пять аккумуляторов. По ощущению ёмкость если и упала то вроде не заметно, но ёмкость большая и трудно понять что там на самом деле. Самое главное что как только я перестал глубоко разряжать АКБ то они стали работать гораздо дольше. Но всё-же было интересно как в этом случае себя чувствуют акб. Я взял и сделал тест на разряд одного из акб чтобы узнать какая ёмкость реальная.

На тест я вынул из системы Тюменский АКБ на 90Ач, он проработал в системе ровно два года, и ниже 12 вольт никогда не разряжался. Результаты этого теста заснял на видео.

В итоге результат меня разочаровал, за два года акб потерял половину своей ёмкости, он должен был отдать около 1000 ватт энергии при разряде 1:10 от ёмкости в течении 10 часов, но разрядился за 5 часов и отдал 487 ватт энергии. Скорее всего после этой зимы в нём останется 10-20% ёмкости, и можно его сдавать в утиль. Двум другим акб по 90Ач уже год исполнился, и они вторую зиму будут в системе. Я их не тестировал, но понятно что они тоже уже потеряли по 20-30% от своего номинала.

Потом я поставил на разряд током 1:10 от ёмкости AGM аккумулятор ёмкостью 65 Ач. Ниже видео из которого всё понятно.

В итоге что самый дешёвый автомобильный АКБ, что более дорогой AGM одинакого потеряли ёмкость в системе, а если нет разницы зачем покупать более дорогие. Автомобильный проработал 2 года и потерял 50% ёмкости, AGM проработал 2,5 года и тоже потерял 50% ёмкости. При этом АКБ не разряжались ниже 12 вольт, то-есть я их разряжал всего на 50%. Раньше я разряжал АКБ на все 100% и автомобильные этого не переносили. Думаю вот здесь AGM продержался бы лучше, но в общем картина удручающая.

Понятно что когда АКБ постоянно подзаряжаются то они прослужат долго. Например в ИБП АКБ всегда заряженные стоят и могут служить много лет. Но в полной автономке нет таких условий. Если летом от солнца акб каждый день заряжаются на 100% то зимой когда нет солнца то и АКБ не заряжаются, а наоборот с них ещё больше энергии приходится брать.

Получается что свинцово-кислотные вообще не предназначены для такого использования, и придётся их менять через каждые 2-4 года. Тогда будем смотреть в сторону литий-ионных АКБ, только не китайские. И можно подумать над использованием щелочных, но с ними тоже есть проблемы, и низкий КПД.

Источник

Подбираем аккумулятор для солнечной электростанции

Солнечные батареи вырабатывают электричество только в период светового дня. Потребление же электроэнергии происходит практически круглосуточно. Для того, чтобы пользоваться электричеством от солнца в любое время суток, к солнечным электростанциям подключают аккумуляторы.

Почему не автомобильные

Очевидным, на первый взгляд, решением становится установка на солнечную электростанцию нескольких автомобильных аккумуляторов от грузовика – 180-250Ач.

Мощности сборки таких аккумуляторов действительно должно хватать на питание дома, да и стоимость одной такой батареи начинается с 65$ (за тюменскую батарею), однако авто аккумуляторы рассчитаны на применение в совершенно других условиях и разряд даже на 30% для них – экстремальные условия. В то же время они могут выдавать высокие пусковые токи (для запуска двигателя авто), которые в условиях жилого дома вряд ли пригодятся.

Режим использования в автомобиле отличается от применения аккумуляторов в системе солнечных электростанций. В светлое время суток контроллер в основном только заряжает батарею, а в темное – батарея «кормит» все токоприемники. В этом режиме авто аккумулятор сможет прослужить не больше года, после чего емкость будет очень быстро падать, повышается риск закипания и внезапного выхода из строя.

Емкость

При расчете емкости устанавливаемых в систему солнечной электростанции аккумуляторов следует учитывать следующие параметры:

Температура эксплуатации аккумулятроных батарей – от нее напрямую зависит емкость. Емкость АКБ указывается при температуре окружающей среды в 20°С, а уже при 0°С – емкость снижается до 80%. В общем, вот таблица:

Емкость аккумулятора в зависимости от температуры

В нижней части таблицы указывается коэффициент, на который необходимо умножить емкость в зависимости от температурных условий. Становится понятным, что аккумуляторы выгоднее хранить в отапливаемом помещении.

Уровень допустимого разряда. Батареи нельзя разряжать на все 100% — так они очень быстро выходят из строя, поэтому остаточный ток должен составлять не менее 60-70% и чем больше этот %, тем дольше служит аккумулятор в солнечной электростанции.

Что подключается. К сожалению, стоимость аккумуляторных батарей на данный момент такова, что полностью заменить потребление всех токоприемников с их помощью невозможна. Поэтому под аккумуляторы не подключают ни стиральные машины, ни пылесосы, ни другие мощные потребители. Подключается освещение, холодильник, компьютер/ноутбук.

КПД инвертора. Современные преобразователи постоянного тока в переменный весьма производительны, но не превышают 96%,т.е. 4% вы будете терять гарантированно. Подключение светодиодного освещения напрямую к сети в 12В значительно снижает потери.

При различных подходах к экономии электричества, ваши показатели в таблице могут значительно отличаться.

Токоприемники, способные кормиться от аккумуляторов

• Переводим потребляемую мощность в амперы 6000 Вт / 12 вольт = 500 А
• 500 А /1,03 = 515 А (делим на коэффициент, при использовании аккумулятора при t = 25°С
• 515 А / 0,3 = 1716 А (делим на % допустимого разряда батареи)
• 585,73 А/ 0,96 = 1787 А (делим на КПД инвертора).

Как видим, для обеспечения 6 кВт в сутки понадобится аккумуляторы, общей емкостью не менее 1787 А/ч

Какие брать?

Фактически, аккумуляторы – главный тормоз развития альтернативной энергетики в целом, её слабая сторона. Современные технологии не сделали батареи компактнее, легче и дешевле. Применительно к системе солнечного электроснабжения используются два типа аккумуляторов:

Разница есть и в цене и во внутреннем строении, но самая большая разница заключается в эффективности. Гелевый аккумулятор гораздо лучше переносит глубокий разряд, это нормальный режим работы для него. К недостаткам гелевых батарей можно отнести низкие пусковые токи при минусовой температуре, хотя в условиях использования в системе электроснабжения дома такие токи не понадобятся. Также, гелевые аккумуляторы стоят значительно дороже.

Стоимость

Цена аккумуляторных батарей, вместе с их износом, делают этот элемент самым слабым звеном в цепи солнечного электроснабжения. Из рассмотренного примера видно, что для питания даже самых маломощных приборов, необходимо приобрести 8 аккумуляторов по 200 А/ч каждый. Если перевести все это в цифры, то Delta GX12-200 стоит 452,4$ x 8 = 3619$ — такая система гарантированно прослужит 15 лет.

Видео. Как выбирать аккумулятор

В ролике описаны основные критерии, влияющие на выбор, а также тонкости, связанные именно с применением в системе солнечной электростанции.

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