Аккумуляторы для солнечных батарей типы, зачем нужны, как эксплуатировать

Необходимо учитывать, что батареи должны иметь определенный срок службы, и если он уже истек, то батареи уже не смогут работать эффективно, как в более молодые годы. Однако, если вы покупаете новые аккумуляторы, это может не оправдать ваши ожидания, так как они могут не соответствовать требованиям, которые вы предъявляете к ним.

Зачем нужны аккумуляторы в системах на солнечных батареях

Если у вас есть достаточное количество солнечных батарей и аккумуляторов, вы можете подключить их к общей электрической сети. С другой стороны, если у вас нет доступа к централизованной электросети, можно использовать аккумуляторы для накопления энергии на ночь, когда электричество в сети более стабильно. При использовании солнечных батарей с аккумуляторами, вам необходимо будет иметь схему подключения аккумуляторов к солнечным батареям.

Выбор аккумулятора для солнечной батареи является одним из самых важных этапов проектирования. Выбор аккумулятора должен основываться на его технических характеристиках, таких как: емкость, напряжение, ток, срок службы и цена. В этой статье мы рассмотрим несколько типов аккумуляторных батарей для солнечных панелей и дадим вам некоторые рекомендации по выбору.

Аккумуляторы в системе бытовой гелеоэнергетики

Рассмотрим, как рассчитать количество солнечных батарей для дома, чтобы обеспечить необходимый уровень энергопотребления и не переплатить. Что такое солнечная батарея и какие бывают виды Солнечные батареи (СБА) — устройства, преобразующие энергию солнечного излучения в постоянный электрический ток. Они бывают нескольких типов: Пассивные — такие СБА не требуют источника питания для работы, а заряжаются от солнечной энергии самостоятельно, без участия внешнего источника.

Блок батарей представляет собой совокупность из батарей, соединенных между собой определенным образом. Такие батареи имеют общую систему подачи или отвода газов. Эти батареи могут быть соединены между собой последовательно или параллельно. Количество батарей в блоке зависит от размеров блока и от количества необходимых потребителей электроэнергии. Например, когда требуется подзарядить автомобильный аккумулятор, то блок состоит из двух батарей.

Способ объединения устройств в единый массив

В случае малых или средних нагрузок (например, в домах или на небольших предприятиях) целесообразно использовать не один, а несколько аккумуляторов, соединенных последовательно.

При параллельном способе подключения аккумуляторов к нагрузке суммарная мощность нагрузки и общая мощность всех подключенных аккумуляторов равны. Параллельное соединение позволяет уменьшить потери мощности в сети, но при этом возрастает расход энергии на зарядку аккумуляторов. При последовательном соединении суммарная нагрузка на аккумуляторные батареи одинакова; при этом снижается ток в цепи, потребляемый нагрузкой, и увеличивается расход энергии батареи на зарядку.

В некоторых случаях используется только один аккумулятор, в других случаях в цепь может быть включено несколько аккумуляторов. При подключении нескольких аккумуляторов между ними должен быть установлен ограничивающий ток резистор. Это необходимо для того, чтобы предотвратить повреждения устройств, вызванных зарядом каждого аккумулятора. С помощью устройства защиты от короткого замыкания можно обеспечить безопасность всех подключенных к шине аккумуляторов.

В качестве аккумулятора используют свинцовую батарею, состоящую из трех или четырех десятков банок, с напряжением 12 В каждая. Поверхность банок покрыта специальным материалом, который защищает батарею от коррозии. Батареи могут иметь один ряд или несколько рядов банок. Банки могут быть соединены параллельно и последовательно. В случае возникновения короткого замыкания в одной банке, остальные банки не получают необходимого напряжения: батарея не функционирует.

Дело в том, что при эксплуатации аккумулятора в помещении с нормальной влажностью (а в жилище это практически всегда так) происходит постепенное разложение электролита, содержащегося в аккумуляторной батарее. В результате этого образуется серная кислота, которая оседает на клеммах аккумулятора и постепенно разрушает их. Чтобы этого не произошло, необходимо периодически проверять состояние аккумуляторной батареи и удалять из нее образующуюся серную кислоту.

Также необходимо позаботиться об устойчивости и прочности конструкции, чтобы не допустить опрокидывание прибора. Установку можно осуществить и в гараже. Но если гараж не оборудован должным образом, есть риск его затопления, что может привести к порче прибора и дорогостоящих комплектующих. Для установки в помещении нужно использовать прочный, устойчивый к влаге и коррозии металлический каркас. В качестве материала для каркаса могут использоваться металлические трубы.

Особенности функционирования системы

Если в одном массиве будут собраны аккумуляторы, заряжающиеся в разное время, то при сбоях в системе питания они будут заряжаться в режиме полного заряда и за один цикл. В этом случае устройство будет работать не на полную мощность.

Расчёт необходимой ёмкости батарей

P = P1 * (T1 / T2)

• P1– паспортная мощность прибора;
• T1– время работы прибора;
• T2– общее расчетное время.

Максимально допустимые токи

Хотя это и не является обязательным условием, но при этом стоит учитывать, что чем больше будет емкость батареи, тем дольше она сможет давать ток. Стоит также обратить внимание на то, что батареи для солнечных панелей должны быть не хуже, чем те, которые использовались для их сборки. В противном случае срок службы последних может сократиться. Чтобы узнать, какой аккумулятор выбрать для солнечной панели, можно посмотреть характеристики каждой модели.

Принцип действия накопителей энергии

В качестве источника тока, в частности, могут выступать аккумуляторы (электрические батареи), аккумуляторы переменного тока, аккумуляторы постоянного тока, аккумуляторные батареи. Аккумулятор — это устройство для накопления энергии электрического тока. Для накопления энергии применяются аккумуляторы как переменного, так и постоянного тока.

Типы аккумуляторов

Аккумуляторы бывают разных типов, рассмотрим все из них.

Гелевые

Такая технология позволяет использовать свинцовые аккумуляторы в приборах, требующих высокого напряжения. К таким приборам относятся, например, зарядные устройства для мобильных телефонов и других гаджетов. Для изготовления пластин используются свинец и специальные добавки, которые улучшают свойства материала при отрицательных температурах. В настоящее время ведется разработка новых технологий, основанных на использовании гелевых материалов других химических соединений.

Щелочные

Аккумуляторы подобного типа обладают более высокой энергоемкостью по сравнению с другими типами аккумуляторов. Недостатком таких батарей является более низкое напряжение на выходе по сравнению с аккумуляторами на основе литиевых солей.

Заливные никель кадмиевые

В основном такие батареи применяются в качестве источников резервного питания для устройств с энергоемкими нагрузками. Заряжают аккумуляторы NiCd при помощи специального зарядного устройства, которое позволяет поддерживать напряжение на АКБ в пределах 14,4В.

Agm

Аккумуляторная батарея AGM может держать заряд до 12 лет, а не три-пять лет, как у обычных свинцово-кислых аккумуляторов. Не требует обслуживания, имеет высокую механическую прочность, высокую плотность энергии и минимальный саморазряд.

Свинцово кислотные

В герметичных свинцовых аккумуляторах электролит находится в специальном пластиковом корпусе, залитом доверху свинцовым расплавом. Из такого корпуса электролит не вытекает, и аккумулятор может храниться без подзарядки на протяжении нескольких лет. Такие аккумуляторы применяются в основном как источники резервного электропитания. Заливные свинцовые аккумуляторы представляют собой герметичные необслуживаемые батареи, в которых электролит подается с помощью насоса.

Аккумуляторы opzs

Они способны выдерживать до двух высоковольтных разрядных импульсов, что позволяет использовать их для аварийного питания ответственных систем и оборудования.

Литиевые

Литий-ионные аккумуляторы имеют ряд преимуществ по сравнению с никель-металлогидридными и никель-кадмиевыми аналогами. Для изготовления Li-ion аккумуляторов не требуется дорогостоящих материалов, таких как ртуть и кадмий. Срок службы литий-ионного аккумулятора в два раза больше, чем у NiCd или NiMH. Кроме того, в отличие от NiCd и NiMH, Li-Ion аккумуляторы не боятся глубокого разряда.

Сравнение свинцово кислотных и литиевых батарей

Свинцово-кислотные аккумуляторы При изготовлении аккумуляторных батарей используются свинцовые пластины, которые покрываются кислотой. В процессе хранения АКБ кислота постепенно выделяется из пластин и накапливается в корпусе батареи. Для предотвращения ее утечки корпус герметизируется и заполняется инертным газом. Аккумуляторные батареи на основе свинца имеют ряд недостатков Литий-ионные аккумуляторы Электролитом в аккумуляторных батареях на основе лития является не кислота, а щелочь.

Свинцово-кислотные аккумуляторы были изобретены в начале 1800-х годов. В качестве сырья для получения свинца и серы использовались материалы, которые были доступны в то время. Например, свинец добывали из руды, которая содержала свинец и серу. Из серной кислоты получали сернистый свинец, который затем обрабатывали кислотами, чтобы получить чистый свинец. В результате получались батареи, в которых свинец был основным компонентом и использовался в чистом виде.

Какой аккумулятор лучше для солнечной электростанции В настоящее время существует два основных варианта аккумуляторов для установки на солнечных электростанциях – гелевые и AGM. Рассмотрим их поподробнее. Гелевые аккумуляторы Гелевый аккумулятор – это своего рода гибрид литий-ионного аккумулятора и обычного свинцово-кислотного аккумулятора. Главным отличием гелевых аккумуляторов является то, что в них отсутствует жидкий электролит, который обычно используется в литий-ионных аккумуляторах.

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

1. Высокая надежность и долговечность.
2. Широкий диапазон рабочих температур: от -40 до +80°С.
3. Высокая плотность энергии.
4. Незначительные габариты и вес.
5. Отсутствие необходимости обслуживания.
6. Возможность длительной эксплуатации без потери емкости.
7. Минимальное значение саморазряда.
8. Возможность ремонта.
9. Возможность зарядки в любой режим заряда.
10. Низкое внутреннее сопротивление.

Литиевые АКБ обладают более высокой скоростью заряда, сроком службы и отсутствием необходимости обслуживания. Также такие аккумуляторы нельзя разряжать до нуля, поскольку это приведет к необратимым последствиям. При выборе батареи для автомобиля нужно учитывать, как долго вы планируете ею пользоваться и какой тип транспортного средства будете эксплуатировать. Если ваш автомобиль будет использоваться только в теплое время года, то вам подойдет и малогабаритная аккумуляторная батарея.

В зависимости от условий эксплуатации и требований к аккумуляторным батареям можно использовать один из трех вариантов. Если речь идет о стационарных установках, то лучше всего применять свинцово-кислотные аккумуляторы. Они имеют сравнительно небольшую емкость и массу, а также сравнительно невысокую стоимость. Их можно использовать в местах, где отсутствует электроэнергия или она нестабильна.

Если мы говорим о том, какой аккумулятор лучше купить, то здесь все зависит от того, что мы хотим получить от машины. Это могут быть как обычные аккумуляторы, так и LiFePo4 с возможностью зарядки от солнечной батареи. И то и другое встречается на современных автомобилях. Но если вы хотите приобрести что-то одно, то лучше остановиться на аккумуляторах LiFe.

Свинцово кислотные с жидким электролитом

Батареи с жидким электролитом могут не только выделять газ, но и самовозгораться, поэтому их нельзя устанавливать в помещениях, где есть опасность возгорания. В случае опасности необходимо провести анализ воздуха с помощью прибора для анализа паров. Если их концентрация значительно превышает норму, батарею необходимо немедленно заменить.

Герметичные свинцово кислотные

При покупке аккумулятора нужно обязательно уточнить, есть ли у него клапан и можно ли его открыть в случае необходимости. По степени безопасности аккумуляторы различаются на три класса: на первом – это самые безопасные аккумуляторы, которые не взрываются, на втором – аккумуляторы с допустимым уровнем воспламенения, но с повышенной концентрацией газа, и на третьем – аккумуляторы, у которых при работе выделяется газ, который может взорваться.

Панцирные opzs и opzv

Преимущества: высокая надежность и долговечность.

Недостатки: низкая плотность энергии, высокая цена.

Использование: для резервного энергоснабжения, в мобильных устройствах и приборах, для ИБП.

Литий железо фосфатные аккумуляторы

Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) аккумуляторы. В отличие от LiPo и других литиевых аккумуляторов, литий-железофосфатный аккумулятор имеет больший потенциал и меньшую плотность энергии. Кроме того, он имеет линейные характеристики разряда при значительно более низкой температуре. Это означает, что при понижении температуры емкости аккумулятора возрастают. По этому показателю LiFePO4 аккумуляторы превосходят литий-ионные и свинцовые аккумуляторы.

Литиевые аккумуляторы могут работать в режиме постоянного напряжения и при этом не теряя емкости. Литиевые батареи хорошо подходят для энергоемких приложений, например, для электромобилей.

Литий титанатные они же lto

Плюсы lto:

• высокая плотность энергии (440 Дж/кг)
• большая емкость (до 1000 mAh)

Минусы lto, которые не являются критическими:

• высокая цена
• большой вес в сравнении с Li-ion и LiFePO4-аккумуляторов

Вторым важным параметром является емкость. У lto аккумулятора она составляет около 1500-2500 мАч, а у LiFePO 4 — до 10000 мАч.

Литий ионные они же li ion

В России наиболее распространены литий-ионные аккумуляторы, так как их производство налажено на многих предприятиях Китая. По сравнению с другими типами аккумуляторов у литий-ионных есть следующие преимущества:

Литий-металлические аккумуляторы — это аккумуляторы с электролитом из жидкого металла.

Правила эксплуатации АКБ

Важно! Не устанавливать инструмент вблизи нагревательных приборов. Следить за исправностью аккумуляторной батареи.

При работе с инструментом запрещается:

• пользоваться неисправными аккумуляторами, которые могут взорваться;
• использовать АКБ при наличии трещин, деформаций и т.д.;
• работать с АКБ в закрытом помещении или на улице;
• подвергать АКБ воздействию высоких температур (более 40 градусов);
• допускать работу АКБ под дождем и снегом;
• разбирать и производить зарядку АКБ до полной разрядки;