Výběr baterie pro solární panely

Solární baterie: přehled typů vhodných baterií a jejich vlastností

K zásobování obytných budov elektřinou se stále více využívají alternativní energetické systémy. Vzhledem k tomu, že způsoby výroby a spotřeby elektřiny jsou různé, je nutné zajistit její akumulaci pro následné návraty. Souhlasíš?

Pro využití energie v požadovaném časovém úseku pro majitele jsou v okruhu zařazeny baterie pro solární panely. Řekneme vám, jak správně vybrat zařízení určená pro práci v cyklech nabíjení a vybíjení. Naše doporučení vám pomohou vybrat ten nejlepší model.

Akumulátory v domácím solárním energetickém systému

Pochopení způsobů a nuancí používání baterií při zásobování objektu elektřinou ze solárních panelů vám umožní provést správný výběr zařízení a zajistit maximální účinnost systému.

Chcete-li provést vyvážený nákup, musíte důkladně porozumět metodám vytváření bateriového pole (bloku) a pravidlům pro výpočet hlavních charakteristik.

Způsob, jak spojit zařízení do jednoho pole

Obytná a průmyslová zařízení spotřebovávají elektrickou zátěž, která přesahuje kapacitu jedné baterie. V případě, že je solární energetický systém dimenzován pro velké množství elektrospotřebičů, je nutné vytvořit pole baterií po vzoru takové kombinace solárních panelů.

Baterie je důležitou součástí autonomní solární elektrárny. Je potřebný pro akumulaci, skladování a dodávání v potřebném objemu zařízením energie přijaté ze slunce.

Bez ohledu na velikost, cenu a kapacitu musí všechna zařízení používaná v solárních systémech zajistit dodávku energie při oblačném počasí alespoň na jeden den.

K zajištění elektřiny do venkovských domů, přístavků a přestaveb stačí zakoupit mobilní model baterie s malou kapacitou. Je důležité, aby odolal velkému počtu hlubokých nabití následovaných výboji.

V závislosti na nadcházejících provozních podmínkách se baterie vybírá na základě její schopnosti odolávat povětrnostním podmínkám a nízkým teplotám.

Baterie mohou být připojeny k jednomu poli pro ukládání energie paralelně, sériově nebo smíšeně. Volba závisí na požadovaném výstupním výkonu a napětí.

V závislosti na tom, jak jsou baterie vzájemně propojeny, můžete dosáhnout různých hodnot výstupního napětí, neměli byste však vytvářet příliš složité obvody, abyste se vyhnuli vzniku vyrovnávacích proudů mezi zařízeními v poli.

Baterie se umisťují do domu nebo jiné budovy tak, aby byla zajištěna teplota okolního vzduchu v rozmezí 10 až 25 stupňů Celsia nad nulou a aby se do nich nedostala voda. To výrazně prodlužuje životnost zařízení a snižuje energetické ztráty.

Moderní technologie výroby baterií určených pro umístění v obytných budovách zajišťují zvýšená opatření k ochraně životního prostředí. Proto není třeba provádět žádná zvláštní opatření pro intenzivní větrání místnosti. Neměly by však být umístěny v obytných místnostech.

Vzhledem k tomu, že baterie mají značnou hmotnost (zařízení pro 12 V a 200 Ah váží asi 70 kg), musí být umístěny na podlaze nebo na pevných a bezpečných stojanech.

Je nutné zabránit možnosti pádu baterií z výšky, protože v tomto případě selžou a systémy s kapalným elektrolytem jsou také nebezpečné pro lidské zdraví, když jsou odtlakovány.

S rostoucí délkou napájecího kabelu se zvyšuje elektrický odpor, což vede ke snížení účinnosti systému. Proto se praktikuje umístění baterií blízko sebe, aby se minimalizovala celková délka vodičů.

Stojan na baterie musí unést velkou váhu. Takže blok osmi dvousetampérových baterií váží více než půl tuny.

Vlastnosti fungování systému

Při paralelním a kombinovaném sériově-paralelním zapojení baterií do jednoho pole mohou být zařízení nevyvážená z hlediska úrovně nabití. To vede k tomu, že zařízení nebude fungovat v plném cyklu, což znamená, že jeho zdroj bude vyčerpán rychleji.

Systém pro získávání elektřiny ze slunce je vždy vybaven regulátorem, který řídí nabíjení baterie. V případě vytvoření bateriového pole je navíc nutné nainstalovat propojky pro vyrovnání nabití.

Aby se předešlo problémům s nerovnoměrným nabíjením a vybíjením baterií spojených do jednoho pole, je nutné používat zařízení stejného modelu, nebo ještě lépe stejné šarže. Toto pravidlo platí nejen pro solární systémy.

Nyní může být téměř každé bydlení vybaveno spotřebiči napájenými ze sítě 12 nebo 24 V, včetně ledniček, televizorů atd. Zapojení s takovým napětím v celém domě však nedává smysl, protože současný výkon bude velmi vysoký.

To znamená, že při realizaci takové myšlenky je potřeba drahý kabel s velkým průřezem žil a budou docházet k vysokým ztrátám z elektrického odporu.

Pro téměř všechny domácí spotřebiče existují modely, které pracují na 12voltové stejnosměrné síti. Pokud kabeláž elektrického kabelu není příliš dlouhá, lze použít nízkonapěťový systém.

Proto je v bezprostřední blízkosti baterií instalován střídač – zařízení pro přeměnu elektrického napětí.

Skutečné výstupní napětí z akumulátoru se navíc může mírně lišit od deklarovaného. Takže plně nabité gelové baterie, oblíbené pro použití v okruhu solárních baterií, produkují napětí 13-13,5 V, takže střídač funguje jako stabilizátor.

Výpočet požadované kapacity baterie

Kapacita baterií je vypočítána na základě předpokládané doby životnosti baterie bez dobíjení a celkové spotřeby elektrických spotřebičů.

Průměrný výkon elektrického spotřebiče za časový interval lze vypočítat takto:

• P₁ – jmenovitý výkon zařízení;
• T₁ – provozní doba zařízení;
• T₂ – celkový odhadovaný čas.

Téměř po celém Rusku jsou dlouhá období, kdy solární panely nebudou fungovat kvůli špatnému počasí.

Instalovat velké sady baterií za účelem jejich plného využití jen několikrát za rok je neekonomické. K volbě časového intervalu, po který budou zařízení pracovat pouze na vybití, je proto třeba přistupovat na základě průměrné hodnoty.

Množství energie generované solárními panely závisí na hustotě mraků. Není-li zatažené počasí v regionu neobvyklé, je třeba při výpočtu objemu baterie vzít v úvahu nedostatek příkonu

Pokud plánujete nahromaděnou energii přes den využít například při solárním ohřevu, pak je lepší počítat s o něco delším intervalem, např. 30 hodin.

V případě dlouhého období, kdy není možné využívat solární panely, je nutné použít jiný systém výroby elektřiny, založený např. na dieselovém nebo plynovém generátoru.

100% nabitá baterie může dodávat energii až do úplného vybití, což lze vypočítat pomocí vzorce:

P = U x I

• U – napětí;
• I – síla proudu.

Takže jedna baterie s napětím 12 voltů a proudem 200 ampér může generovat 2400 wattů (2,4 kW). Chcete-li vypočítat celkový výkon několika baterií, musíte sečíst hodnoty získané pro každou z nich.

V prodeji jsou baterie s vysokým výkonem, ale jsou drahé. Někdy je mnohem levnější pořídit několik běžných zařízení s propojovacími kabely

Získaný výsledek musí být vynásoben několika redukčními faktory:

• účinnost invertoru. Při správném přizpůsobení napětí a výkonu na vstupu do měniče bude dosaženo maximální hodnoty 0,92 až 0,96.
• účinnost napájecích kabelů. Pro snížení elektrického odporu je nutné minimalizovat délku vodičů propojujících baterie a vzdálenost k měniči. V praxi je hodnota ukazatele od 0,98 do 0,99.
• Minimální povolené vybití baterií. Pro jakoukoli baterii platí spodní hranice nabití, po jejímž překročení se výrazně snižuje životnost zařízení. Typicky jsou ovladače nastaveny na minimální hodnotu nabití 15 %, takže koeficient je asi 0,85.
• Maximální povolená ztráta kapacity před výměnou baterií. Postupem času dochází ke stárnutí zařízení, nárůstu jejich vnitřního odporu, což vede k nevratnému snížení jejich kapacity. Je nerentabilní používat zařízení se zbytkovou kapacitou menší než 70 %, proto je třeba brát hodnotu ukazatele jako 0,7.

Na rozdíl od všeobecného přesvědčení by se do výpočtu neměla započítávat účinnost baterie – poměr přijaté a vydané elektřiny. Ukazatel kapacity baterie uvedený v technické dokumentaci zohledňuje možný objem pro vrácení.

V důsledku toho bude hodnota integrálního koeficientu při výpočtu požadované kapacity pro nové baterie přibližně rovna 0,8 a pro staré, než budou odepsány – 0,55.

Pro zásobování domu elektřinou s délkou cyklu nabíjení-vybíjení 1 den bude zapotřebí 12 baterií. Když je jeden blok 6 zařízení vybitý, druhý blok se nabije

Maximální přípustné proudy

Pro každou baterii je v technické dokumentaci uveden maximální povolený nabíjecí proud. Překročení této hodnoty vede k přehřátí zařízení, prudkému a nevratnému poklesu jeho výkonu.

Při výběru baterií pro budování bateriových systémů se proto musíte ujistit, že mohou dodávat elektřinu generovanou solárními panely.

Dalším důležitým ukazatelem je přípustný vybíjecí proud:

• Běžný vybíjecí proud, pro provoz, při jehož hodnotě (nebo menší hodnotě) je baterie určena. Tímto indikátorem musí být zajištěn provoz všech elektrických zařízení připojených k systému.
• Maximální vybíjecí proud, který může zařízení poskytnout po krátkou dobu při špičkovém zatížení. K takovému zatížení může dojít, když jsou zapnuta některá zařízení, například obsahující kompresory v chladničce nebo klimatizaci.

Překročení prvního indikátoru po dlouhou dobu nebo krátkodobě – ​​druhý vede k předčasnému opotřebení baterie. Se stárnutím zařízení se tyto ukazatele snižují o 20-30%, což je také nutné vzít v úvahu.

Vlastnosti zařízení a hlavní parametry

Autobaterie nejsou určeny pro práci s velkým počtem cyklů nabíjení a vybíjení. Pro alternativní a záložní energii se používají zařízení jiného typu. Vzhledem k tomu, že jejich cena je vysoká, je nutné před nákupem pečlivě prostudovat všechny parametry.

Provozní režimy baterie v autě a v alternativním energetickém systému jsou natolik odlišné, že jejich účel je uveden i na samotném zařízení.

Používané typy pro alternativní zdroje energie

Téměř všechny baterie používané v alternativních zdrojích energie a instalované v budovách jsou bezobslužného typu. Uživatel s nimi není schopen provádět fyzické operace, které ovlivňují jejich strukturu.

To se provádí za účelem minimalizace rizika fyzického nebo chemického vystavení baterií lidem, vzduchu a jejich okolí. Proto není potřeba podrobné studium struktury a fyzikálně-chemických nuancí provozu baterií různých typů. Větší pozornost by měla být věnována rozdílům v hlavních technických charakteristikách zařízení.

Baterie OPzS jsou navrženy jako nejjednodušší olověná zařízení. Změna tvaru kladné desky umožňuje výrazně více nabíjecích a vybíjecích cyklů než automobilové protějšky.

Nevýhodou je přítomnost kapalného elektrolytu, který může být při odtlakování nebezpečný. Průměrná cenová kategorie.

Alkalické (niklové) baterie se používají zřídka kvůli jejich odolnosti vůči nízkým proudům při nabíjení a nutnosti projít celým cyklem z nabitého do vybitého stavu. V opačném případě se kapacita baterie sníží.

Také tato zařízení mají větší hmotnost a rozměry ve srovnání s konkurenty stejné kapacity. Nebezpečné při odtlakování. Nízké cenové rozpětí.

Odtlakování baterie je možné v důsledku vnitřní závady, nadměrného nabíjecího proudu, pádu z výšky nebo při práci v nevhodných podmínkách. Největší problémy v tomto případě budou dělat zařízení obsahující kapaliny nebezpečné při odpařování.

V bateriích AGM je elektrolyt ve vázaném stavu ve struktuře ze skleněných vláken. Lze je nabíjet malými proudy. Prakticky bezpečné a zabírají průměrnou cenovou mezeru mezi konkurenty.

V GE (gelových) bateriích se do elektrolytu přidává oxid křemičitý, v důsledku čehož je v gelovitém stavu. Zařízení mají vysoký stupeň zabezpečení a dobrý výkon. Vysoké cenové rozpětí.

Baterie pro alternativní energii se v obchodech s automobily neprodávají. Koupíte je ve firmách, které prodávají solární panely, větrné turbíny nebo přes internet.

Baterie na bázi lithia (např. lithium-železofosfátové modely) mají velmi dobrý výkon, jsou kompaktní, výrazně lehčí a prakticky bezpečné. Jejich cena je však výrazně vyšší než u konkurenčních typů přístrojů, dokonce i gelových.

Z hlediska poměru ceny a technických vlastností jsou nejatraktivnější gelové a lithiové baterie. Jednorázová počáteční investice do nich je ale velmi velká, takže na trhu baterií pro alternativní energii jsou rozšířeny i jiné typy zařízení.

Na domácím trhu jsou aktivně poptávány baterie následujících značek:

Baterie SunStonePower jsou oblíbené, odůvodněné dostupnou cenou. Tažné olověné spotřebiče jsou plněny absorbovaným elektrolytem. Řada ML je vybavena olověnou mřížkou odolnou proti opotřebení

Baterie Delta GX čínské výroby se vyznačují stabilním provozem, dlouhou životností a odolností vůči dlouhodobému vybíjení. Elektrický výkon se zvyšuje díky gelovitému stavu elektrolytu

Olověné baterie MNB MM zaujmou zvýšeným těsněním. Absorpce elektrolytu byla prováděna v separátoru ze skleněných vláken

Ze všech lithiových baterií je nejbezpečnější baterie LT-LYP. Nemá tendenci k samovznícení. Hmotnost je dvakrát nižší než u olověných modelů, životnost je desítkykrát delší než životnost lithium-iontových a olovnatých modelů

Olověné baterie Sonnenschein jsou vyráběny v souladu s pravidly technologie dryfit. Zahuštěný elektrolyt uvnitř pouzdra podporuje rekombinaci vodíku a kyslíku. Mezi výhody patří vysoký proudový výkon a přítomnost pojistného ventilu

Spolehlivé a bezpečné baterie po více než deset let jsou vybaveny výstražnými systémy úrovně nabití. Kondenzát je odváděn přes ventily určené k jeho vypouštění.

Skladovací jednotka Haza gelu čínské výroby obsahuje vysoce čistou kyselinu sírovou. Těsnění je perfektní, není potřeba dolévat, je tam regulační ventil

Baterie APS RBC používají olověné baterie od Ventura, CSB, Fiamm, BB Battery. Zařízení je nejvyšší kvality

Solární baterie: specifikace a tipy pro výběr té správné

Baterie pro solární panely jsou právě ty prvky, které naznačují hlavní nevýhodu takových miniaturních elektráren – neschopnost vyrábět elektřinu v noci. Proto se žádný majitel samostatné instalace neobejde bez baterie. Ale kontejnery jsou různé a my musíme přijít na to, které z nich jsou nejvhodnější.

Výběr baterie pro autonomní elektrárnu

Společnosti prodávající zařízení pro autonomní elektrárny se solárními panely neustále mluví o vaší energetické nezávislosti na vládních zdrojích elektřiny. Ukazují také snadnost instalace solárních panelů a zdá se, že jednou za život získáte zdroj ≈220-380 V zdarma na celý život. No, to je pravda, ale je to jen polovina pravdy, jako v každé reklamě. Druhou polovinou je, že elektřinu můžete získat zdarma pouze ve dne a abyste mohli v noci zapnout jakýkoli elektrický spotřebič, musíte jej akumulovat a skladovat. Proto se bez baterií do solárních panelů neobejdete.

Co je třeba zvážit při výběru baterie

Většině lidí se při hledání baterií pro solární elektrárnu vybaví především autobaterie, s nimiž se setkáváme nejčastěji a pořízení baterie do kamionu 180-250 Ah se bude zdát vcelku přijatelné. Kromě toho budou náklady na baterii do 65 USD pro dodávku elektřiny do domu 140-150 m2 vypadat velmi lákavě. Zkusme ale možnosti takové kapacity rozebrat hlouběji.

Všechny autobaterie, jak nejlepší, tak ne, jsou navrženy tak, aby fungovaly v trochu jiných parametrech, než jaké naznačuje domácí solární elektrárna. Například u výkonných akumulátorů bude vybití pod 30 % kapacity zařízení vnímáno jako akce v extrémních podmínkách a jejich schopnost dodávat vysoké startovací proudy pro nastartování motoru se vám prostě nehodí.

Jen se zamyslete nad tím, jak bude baterie fungovat v samostatném režimu ES: během denního světla bude akumulovat energii, kterou panely pohltí, a v noci poskytne veškerou svou zásobu spotřebiteli. Baterie v tomto režimu zpravidla nevydrží déle než rok nepřetržitého provozu a jednoduše selže.

Abyste se při výběru správných baterií nezmátli, měli byste nejprve věnovat pozornost označení, a pokud naznačuje automobilový účel, je lepší tuto možnost okamžitě odmítnout. Podívejme se na tabulku níže.

značkování	Vysvětlení zkratky
EFB	olověná kyselina
AGM	absorbovaný elektrolyt
GEL	s gelovým elektrolytem
Ca/Ca	anody a katody legované vápníkem
hybridní	legované vápníkovými (Ca) a křemíkovými Si) anodami

Na autobaterii jakéhokoli typu může být také přídavné označení SMF (Sealed Maintenance Free) nebo VRLA (Valve Regulated Lead Acid). První značí těsnost zařízení, bez nutnosti údržby, a druhý přítomnost přetlakového ventilu.

Popis videa

Jak vybrat baterie pro solární panely, obnovit a provozovat.

Co potřebujete vědět o kapacitě baterie

Jedním z hlavních parametrů, podle kterého budeme baterie vybírat, je samozřejmě jejich kapacita. K tomu je však nutné vzít v úvahu řadu faktorů, které přímo ovlivňují tuto pozoruhodnou schopnost zařízení.

Teplota vnitřního vzduchu

Největší vliv na tuto akumulační kapacitu baterií má teplota vzduchu v místnosti, kde budou baterie instalovány. Na štítku nalepeném na spotřebiči nebo v průvodních dokumentech výrobce obvykle vždy uvádí kapacitu možnou při 20°C. Proto nebude na škodu znát takový poměr, jako v tabulce níže.

С	-10		10	20	25	30	45
Koeficient	0,65	0,8	0,95	1	1,03	1,06	1,15

Vysvětlení k tabulce: podíváte se na číslo uvedené v průvodních dokumentech baterie a vynásobíte koeficientem s přihlédnutím k teplotě místnosti, ve které budou uloženy.

Úroveň tolerance vybití baterie h4

Většina lidí, kteří se někdy museli potýkat s bateriemi (samozřejmě hlavně motoristé), ví, že se za žádných okolností nesmí 100% vybíjet, protože to prostě ničí jejich životnost. Nejoptimálnější možností zbytkového nabití je 60-70 %, i když čím více, tím lépe. Při výběru baterie proto myslete na to, zda jim 30–40 % kapacity stačí na to, aby „přežily“ do dalšího spuštění solárních panelů – do denního světla.

Účetnictví pro pantografy

Nákup baterií pro solární panely dnes není levný nápad, proto ve většině případů v noci domácí elektrické spotřebiče pracují v ekonomickém režimu. To znamená, že je lepší nezapínat pračku, elektrické sporáky a další výkonné spotřebiče a v noci přepínat elektrický kotel na minimální výkon.

Podívejte se na tabulku výše – uvádí hlavní spotřebiče, které budete používat v noci u vás doma (v praxi se s největší pravděpodobností jedná o jiný balet, protože každý má své vlastní potřeby). Pokud ale za vypočítaný bod vezmeme údaj 6000 W, pak se budete muset zásobit bateriemi o celkové kapacitě 1787 Ah. Ale i zde můžete jít ekonomičtěji, například použít k osvětlení LED lampy.

Který je lepší zvolit

Potřeba použití baterie pro solární elektrárnu je nyní hlavním problémem, ne-li dilematem ve vývoji alternativních zdrojů elektřiny. Ve skutečnosti, bez ohledu na to, jak dokonalé jsou samotné panely, mohou fungovat pouze ve dne a výkon nashromážděný během této doby se musí nějak a někde uložit. V této fázi vývoje baterií nedochází k žádnému vážnému vývoji pro skladování velkých kapacit, jejichž výrobu lze uvést v průmyslovém měřítku.

Bohužel příklady Nikola Tesly, kdy čerpal energii přímo ze země a vzduchu, což jsou samy o sobě obrovské baterie, zůstaly něčím z říše fantazie a není se čemu divit. Dokážete si představit, kolik společností přijde přes noc o příjmy, pokud bude veškerá energie zdarma?! Proto „máme, co máme“ a musíme si vybrat z toho, co máme. Dosud se pro autonomní solární elektrárny ukázaly jako nejlepší dva typy baterií: ACID a GEL.

Samozřejmě se liší jak účinností, tak cenou, ale zde je volba na vás – opět budete muset vzít v úvahu různé faktory. Například gelové baterie snáze vydrží hluboké vybití, což neovlivní jejich životnost. Ale na druhou stranu, při záporných teplotách mají nízké startovací proudy, i když jaký rozdíl je, když je nepotřebujete. Všechny nádoby navíc budete stále skladovat v interiéru při plusových teplotách. Tady je ale problém, že jsou dražší než kyselé. baterie.

Při výběru, které baterie jsou vhodné pro solární panely, v každém případě věnujte pozornost jejich ceně, protože bez jedné kapacity se neobejdete. Ve srovnání je však znát vše, nicméně na každou slušnou autonomní elektrárnu budete potřebovat cca 10 kusů 200 Ah baterií (méně, více). Pokud se například rozhodnete pro Delta GX12-200, která aktuálně stojí 452,4 $, pak za 10 zařízení budete muset vyndat 4524 $, a to jsou náklady na dobré, ale ojeté auto. Na druhou stranu vám taková rezerva vystačí minimálně na 15 let a tím se vám investice plně vrátí.

Popis videa

Baterie pro solární panely z elektromobilu.

Závěr

Jak je vidět, výběr baterie do solárních panelů není po technické stránce tak náročný, ale na druhou stranu budete muset udělat určitou finanční injekci, která nebude pro každého zvedavá. Pokud jste se však již rozhodli pro instalaci autonomní solární elektrárny a utratili peníze za nákup panelů, pak jste s největší pravděpodobností připraveni práci dokončit.