Batérie pre solárne panely

V sektore solárnej energie zaujímajú batérie osobitné miesto, ktoré zohrávajú úlohu sprostredkovateľa pri prenose elektrickej energie koncovým užívateľom. To možno vysvetliť skutočnosťou, že solárne batérie generujú maximálne množstvo elektrickej energie počas intenzívneho vystavenia sa svetlu, ktoré sa vyskytuje vo dne.

Jeho najväčšia spotreba sa však dosahuje s nástupom tmy, keď sa intenzívne používa osvetlenie domácich spotrebičov. Batérie vám umožňujú šetriť nadbytočnú elektrinu vyrobenú počas dňa na jej večerné a nočné použitie.

Samozrejme, ako možnosť, vo dne môžete vypnúť časť fungujúcich solárnych modulov v rezerve, to však nevyrieši problém večerného nedostatku elektrickej energie.

Princíp batérie

Všetky elektrické batérie sa považujú za opätovne použiteľné zdroje jednosmerného prúdu so schopnosťou vykonávať reverzibilné chemické procesy uskutočňovaním viacerých cyklov nabíjania s prechodom elektrických prúdov v smere opačnom k ​​spätnému pohybu elementárnych častíc počas vybíjania.

Prečo zvoliť modely olovených kyselín

Štatistické štúdie odhalili, že práca elity lítiové batérie Výrobné náklady v ČĽR približne 0,4 USD za 1 W / hodinu s dobou trvania zdroja 1 000 ÷ 2 000 cyklov nabíjania / vybíjania, ktorá trvá 3 až 6 rokov.

Najlacnejšie olovené akumulátory olovené na batérie, prirodzene neškodné pre životné prostredie, majú cenu 0,08 USD s približne rovnakými charakteristikami, ale s účinnosťou ≈75% (stratia štvrtinu prijatej energie).

Tieto príklady naznačujú ekonomickú neschopnosť použitia drahých batériových návrhov v domácich solárnych systémoch.

Odporúčame tiež vidieť:

Gélové batérie - zariadenie, aplikácia a vlastnosti použitia

Kľúčový výkon batérie

Tieto zahŕňajú:

• kapacita

• hustota energie

• samovybíjanie,

• teplotné a atmosférické podmienky

• typu.

Kapacita batérie je určená množstvom nabíjania, ktoré sa meria, keď sa energia dodáva spotrebiteľom z plne nabitého stavu na minimálnu povolenú hodnotu výstupného napätia.

Na medzinárodné technické merania sa používa systém SI (jednotka je „prívesok“). Pri praktických činnostiach na území krajín SNŠ je už dlho tradíciou určovať kapacitu batérie v ampérhodinách so štandardným pomerom 1A / hodina = 3600 Kl.

Teraz sa začala používať ďalšia podobná charakteristika - energetická kapacita, ktorá znamená množstvo energie dodávané spotrebiteľom z úplne nabitej batérie na dosiahnutie stavu minimálneho výstupného napätia.

Mernou jednotkou v systéme SI je „Joule“ av praxi - watt-hodina s pomerom 1 W / hodina = 3600 J.

Hustota energie berie do úvahy celkové množstvo energie distribuovanej na jednotku objemu (alebo hmotnosť) batérie. Tento parameter sa používa na porovnanie účinnosti konštrukčných prvkov rôznych modelov.

Samovybíjanie sa používa na analýzu strát prijatého náboja pri voľnobehu, keď nie je zaťažené. Tento termín bol zavedený na posúdenie kvality práce konkrétneho projektu počas dlhodobého skladovania energie.

Výkon samovybíjania olovených batérií sa odhaduje stratou 40% kapacity počas ročného skladovania pri teplote +20^oC alebo 15% pri - +5^oS.Tieto príklady jasne demonštrujú zvýšenie samovybíjania so zvyšujúcou sa teplotou.

V skladovacích podmienkach +40^oSo stratou 40% môže dôjsť po 4 mesiacoch.

Teplota a atmosférické podmienky

Batérie neznášajú náhle zmeny teploty, zahrievanie nad +40^oC a chladenie nižšie ako -25^oS.

Nedajú sa udržiavať blízko otvoreného ohňa kvôli možnosti samovznietenia pár alebo neúmyselnému zahriatiu. Prenikanie vody a zrážanie na batériu je neprijateľné v dôsledku výskytu samovybíjajúcich sa prúdov cez ďalšie elektrické obvody.

Typ batérie je určený na základe konštrukcie krytu:

• vyžadujúce kontrolu elektrolytu a obnovenie jeho hladiny počas varu pár,

• zapečatené modely pomocou uzavretej slučky. Môžu to byť bezúdržbové práce so zárukou práce až 5 rokov (citlivé na hlboké vypúšťanie a prebíjanie) alebo nenáročné na údržbu, ktoré si vyžadujú kontrolu a doplňovanie vody dvakrát ročne.

Proces nabíjania batérie

Prevádzka batérie je spojená so zmenou jej vnútornej chemickej energie. Jeho dodávka sa počas vybíjania neustále znižuje a vedie k poklesu prúdu a napätia. Na jej obnovenie stačí vynechať jednosmerný prúd s vyšším napätím v opačnom smere.

V praxi je obvyklé zvoliť si svoju hodnotu podľa pomeru: číselný výraz 100% nominálnej kapacity v ampéroch / hodina sa vydelí 10 a získa sa aktuálna hodnota v ampéroch. Táto empirická hodnota nemá vedecké opodstatnenie, ale všeobecne sa používa pre osemhodinové nabíjacie cykly. Je však najvhodnejší pre dizajny NiMh a NiCd, skôr ako olovené kyseliny.

V solárnych elektrárňach sa nabíjanie vykonáva počas prevádzkového cyklu obvodu.

Predtým sa tu uvažovalo o zariadení a princípe prevádzky solárnej elektrárne:Solárna energia pre domácnosť

Funkcie prevádzky batérií pre solárne batérie

Úspora prevádzkového režimu

Algoritmy ovládača a meniča by mali poskytovať maximálne možnosti prenosu energie zo solárnych modulov na koncových používateľov bez účasti pracovných batérií, ktorých zdroj by sa mal opatrne používať iba na uchovávanie a prenos prebytočnej energie, ktorú prijímajú.

Ochrana pred otrasmi

Počas pohybov a / alebo vibrácií krytu môže elektrolyt unikať na vonkajší povrch, čo spôsobuje zvýšené samovybíjanie. Na jeho prevenciu je potrebné neutralizovať výsledné šmuhy slabými vodnými roztokmi jedlej sódy alebo pracieho mydla v stave zodpovedajúcom typu skvapalnenej kyslej smotany.

Teplotný efekt

Vysoká teplota batérie vedie k odparovaniu vody: zvyšuje sa hustota elektrolytu a zvyšuje sa výstupné napätie. Tento proces vyžaduje kontrolu - môžu byť exponované kontaktné dosky. Preto je potrebné pravidelne kontrolovať hladinu destilovanej vody.

Pri nízkych teplotách sa zvyšuje viskozita elektrolytu: je v horšom kontakte s elektródami, začína vydávať menšie náboje, je vyčerpaná rýchlejšie.

Stav elektrolytu

Hustota roztoku

Najlepšia vodivosť elektrolytu sa pozoruje pri teplote miestnosti a hustote roztoku 1,23 g / m³, V chladných podmienkach sa odporúča zvýšiť na hodnotu 1,29 ÷ 1,31 g / cm³.

Znížená na 1,10 g / cm³ Hustota pri silnom mraze môže spôsobiť zamrznutie elektrolytu, čo sa prejavuje nafúknutím krytu batérie.

Neprítomnosť / prítomnosť nečistôt

Do puzdra na batériu by ste mali nalievať iba špeciálnu kyselinu neobsahujúcu kyseliny a destilovanú vodu. Použitie priemyselnej kyseliny a / alebo obyčajnej vody narúša chemické procesy, vedie k zvýšeniu sulfatácie dosiek (tvorba dielektrickej vrstvy nečistôt), samovybíjaniu a zníženiu kapacity a zdrojov.

Nečistoty nie je možné úplne odstrániť, a preto nemá zmysel prevádzkovať celý systém batérií, a to ani v prípade, keď je batéria hlboko vybitá. Zničí všetko.

Obnova batérie

Po fyzickom zničení dosiek sa batéria nemôže vrátiť do prevádzky. A môžete sa pokúsiť zabrániť nástupu sulfatácie, ale ... bez riadnej záruky výsledku.

Spôsob použitia roztoku síranu horečnatého

Časti batérií sa vylejú do roztoku a podrobia sa niekoľkým cyklom vybíjania / nabíjania. Výsledné sírany a nečistoty na doštičkách sa začnú rozdrobovať. Bude potrebné ich odstrániť: elektrické obvody môžu byť skratované. Dobre premyté plechovky sa nalejú novým elektrolytom s menovitou hustotou a uvedú do prevádzky.

Táto metóda umožňuje v niektorých prípadoch predĺžiť výdrž batérie.

Zvlnenie náboja

Niekedy, aby sa zabránilo sulfatácii, majstri nabíjajú batériu usmerneným prúdom, ktorý sa získa odrezaním jednej polovice vlny priemyselného sínusoidu. výkonná dióda, Predpokladá sa, že náboj vykonávaný krátkodobými impulzmi zabraňuje tvorbe dielektrickej vrstvy nečistôt na doskách.

Táto metóda funguje nabíjačky tyristor / triak.

Výhody a odlišnosti olovených batérií vyvinutých pre solárne elektrárne

Režim autobatérie

Takéto batérie sú k dispozícii pre spoľahlivú prevádzku štartéra v ktorejkoľvek, dokonca aj v chladnom období. Proces rolovania rotora motora pomocou kľukového mechanizmu je spojený s veľkými mechanickými silami, ktoré si pri štartovaní vyžadujú štartovacie motory so zvýšeným prúdom.

Počas cesty sa batéria neustále nabíja z generátora.

Režim prevádzky solárnej elektrárne

Batérie sa nabíjajú prevádzkovým prúdom solárnych batérií a nezaznamenávajú veľké krátkodobé zaťaženie, napríklad automobilové náprotivky.

Stacionárne bezúdržbové batérie Sonnenschein A700, A500, A400 pre priemyselné aplikácie fungujú úspešne v cyklickom a / alebo nepretržitom režime nabíjania.

Nabíjacie batérie Delta sa dodávajú hlavne s ventilovou reguláciou tlaku plynu vo vnútri krytu a pracujú v alternatívnych energetických schémach.

Poprední výrobcovia batérií pre solárne batérie (solárne batérie)

Najobľúbenejšie spoločnosti na ruskom trhu sú batérie vyrábané na priemyselné účely: Bosh (Nemecko), Sonnenschein (Nemecko), YUASA (Veľká Británia), C&D Technoloqies (USA), Delta (Čína), Haza (Čína), APS (Taiwan).

Každá z nich má svoje vlastné charakteristiky. Napríklad batérie Haza sú dostupné v technológiách AGM a HZY (gel) na spoluprácu so solárnymi modulmi.

Pri výbere vhodného modelu batérie pre solárnu elektráreň musíte najskôr dôkladne premyslieť podmienky ich prevádzky a až potom hľadať konkrétny návrh podľa napätia, kapacity a ďalších opísaných charakteristík.

Zohľadňuje sa princíp činnosti regulátorov pre nabíjanie solárnych panelov, ktoré sa zohľadňuje pri výbere tu.

Comments

[#1 michal]

Väčšina systémov vyvinutých v súčasnosti nemá schopnosť nabíjať batériový komplex, ktorý obsahuje batérie rôznej kapacity. Pretože regulátory nabíjania sú navrhnuté tak, že batérie v batériovom komplexe sú zapojené do série. A nabíjanie sady batérií zapojených do série s rôznymi parametrami, ako je typ, kapacita, doba výroby a ďalšie parametre, nie je možné, pretože to môže viesť k poškodeniu batérie. Preto sa nabíjanie musí vykonávať osobitne, priamo od zdroja energie k batérii. Tento spôsob nabíjania umožňuje najvyššiu kvalitu nabíjania každej batérie v dôsledku skutočnosti, že aktuálny zdroj poskytuje potrebné parametre nabíjania konkrétnej batérii. Ak je záťaž pripojená, všetky batérie, s výnimkou jednej z nabíjaných, sú zapojené do série. Keď nabitá batéria dosiahne nabíjací prúd, regulátor znova pripojí nabitú batériu k naj vybitejšej. Výsledkom je, že tieto spojenia prebiehajú v cykle, čím sa zaisťuje stabilná prevádzka systému s nabíjaním každej batérie osobitne.

[#2]

Dobrý deň, Michael!
Skvelý doplnok k článku. Môžete uviesť príklady takýchto systémov, výrobcov, špecificky zameraných na malý objem. To by sa dalo uplatniť v súkromnom dome.