Päikesepaneelide akud: ülevaade sobivate akude tüüpidest ja nende omadustest

Elamute elektriga varustamiseks kasutatakse üha enam alternatiivseid energiasüsteeme.Kuna elektrienergia tootmis- ja tarbimisviisid on erinevad, on vaja tagada selle akumuleerumine järgnevaks väljundiks. Kas sa nõustud?

Energia kasutamiseks omanikule vajaliku aja jooksul on skeemis päikesepaneelide akud. Me räägime teile, kuidas õigesti valida laadimis- ja tühjendustsüklites töötamiseks mõeldud seadmeid. Meie soovitused aitavad teil valida optimaalse mudeli.

Patareid majapidamises kasutatavas päikeseenergia süsteemis

Akude kasutamise meetodite ja nüansside mõistmine päikesepaneelidest elektrienergiaga varustamisel võimaldab teil teha õige seadmete valiku ja tagada süsteemi maksimaalse efektiivsuse.

Teadliku ostu tegemiseks peate põhjalikult mõistma aku massiivi (ploki) loomise meetodeid ja põhiomaduste arvutamise reegleid.

Seadmete üheks massiiviks ühendamise meetod

Elamu- ja tööstusrakendused tarbivad elektrikoormust, mis ületab ühe aku mahutavuse. Kui päikeseenergiasüsteem on mõeldud suure hulga elektriseadmete jaoks, on sellise kombinatsiooni eeskujul vaja luua rida laetavaid akusid päikesepaneelid.

Akude ühendamist ühe elektrisalvestusmassiiviga saab teha paralleelselt, jada- või segameetodil. Valik sõltub vajalikust väljundvõimsusest ja pingest.

Sõltuvalt akude ühendamise viisist saate saavutada erinevaid väljundpinge väärtusi, kuid te ei tohiks luua väga keerulisi vooluahelaid, et vältida võrdsusvoolu teket massiivi seadmete vahel

Patareid paigutatakse majja või muusse hoonesse, et tagada ümbritseva õhu temperatuuri vahemik 10–25 kraadi Celsiuse järgi üle nulli ja vältida vee sattumist nendesse. See pikendab oluliselt seadmete kasutusiga ja vähendab energiakadusid.

Kaasaegsed tehnoloogiad elamutesse paigutamiseks mõeldud laetavate akude tootmiseks näevad ette suuremad keskkonnaohutusmeetmed. Seetõttu ei ole ruumi intensiivseks ventilatsiooniks vaja võtta erimeetmeid. Siiski ei tohiks neid paigutada elutuppa.

Kuna akudel on märkimisväärne kaal (12 V ja 200 Ah seade kaalub umbes 70 kg), tuleb need asetada põrandale või tugevatele ja kindlalt kinnitatud riiulitele.

Vajalik on vältida akude kõrgelt kukkumise võimalust, kuna sel juhul need ebaõnnestuvad ja vedela elektrolüüdiga süsteemid on ka inimeste tervisele ohtlikud, kui need langevad rõhu alla.

Toitekaabli pikkuse suurenedes suureneb elektritakistus, mis viib süsteemi efektiivsuse vähenemiseni. Seetõttu on harjutud paigutama patareid üksteise lähedale, et minimeerida juhtmete kogupikkust.

Akuhoidik peab taluma suurt raskust. Seega kaalub kaheksast 200-amprisest akust koosnev plokk üle poole tonni

Süsteemi toimimise omadused

Akude paralleelsel ja kombineeritud jada-paralleelsel ühendamisel ühte massiivi võivad seadmed muutuda laadimistaseme osas tasakaalustamata. See toob kaasa asjaolu, et seade ei tööta täistsüklis, mis tähendab, et selle ressurss ammendub kiiremini.

Päikesest elektrienergia tootmise süsteem on alati varustatud kontroller, mis juhib aku laetust. Patareide massiivi loomisel on lisaks vaja paigaldada laengut tasakaalustavad džemprid.

Ühte massiivi ühendatud akude ebaühtlase laadimise ja tühjenemise probleemide vältimiseks on vaja kasutada sama mudeli või, mis veelgi parem, samast partiist pärit seadmeid. See reegel ei kehti mitte ainult päikeseenergiasüsteemide puhul.

Nüüd saab peaaegu kõiki korpuseid varustada 12- või 24-voldises võrgus töötavate seadmetega, sealhulgas külmikud, televiisorid jne. Sellise pingega juhtmestik kogu majas pole aga mõttekas, kuna praegune võimsus on väga suur.

See tähendab, et sellise idee elluviimisel on vaja kallist, suure südamiku ristlõikega kaablit ja elektritakistusest tulenevad kaod on suured.

Peaaegu kõigi kodumasinate jaoks on mudeleid, mis töötavad 12-voldises alalisvooluvõrgus. Kui elektrikaabli läbimine pole liiga pikk, võib kasutada madalpingesüsteemi

Seetõttu paigaldavad nad akude vahetusse lähedusse inverter – seade elektripinge muundamiseks.

Lisaks võib aku tegelik väljundpinge märgitud pingest veidi erineda. Seega on täislaetud seadmed populaarsed kasutamiseks skeem päikesepaneelidega geellakud toodavad pinget 13-13,5 V, seega toimib inverter stabilisaatorina.

Vajaliku aku mahu arvutamine

Akude võimsus arvutatakse eeldatava autonoomse tööperioodi ilma laadimiseta ja elektriseadmete koguvõimsuse põhjal.

Elektriseadme keskmise võimsuse teatud aja jooksul saab arvutada järgmiselt:

P = P₁ *(T₁ /T₂),

Kus:

• P₁ – seadme nimivõimsus;
• T₁ – seadme tööaeg;
• T₂ – hinnanguline koguaeg.

Peaaegu kogu Venemaa territooriumil on pikki perioode, mil päikesepaneelid ei tööta halva ilma tõttu.

Ei ole kulutõhus paigaldada suuri akumassiive, et neid täis laadida vaid paar korda aastas. Seetõttu tuleb ajavahemiku valikul, mille jooksul seadmed töötavad ainult tühjenemisel, lähtuda keskmisest statistilisest väärtusest.

Päikesepaneelide poolt toodetud energia hulk sõltub pilvede tihedusest. Kui pilves ilm pole piirkonnas haruldane, siis tuleb akupaki mahu arvutamisel arvestada sissetuleva voolu puudumisega

Kui plaanid päeva jooksul kogunenud energiat kasutada näiteks sisse päikeseküte, siis on parem arvestada veidi suurema intervalliga, näiteks 30 tunniga.

Pika perioodi puhul, mil päikesepaneele ei ole võimalik kasutada, tuleb elektri tootmiseks kasutada mõnda muud süsteemi, mis põhineb näiteks diisel- või gaasigeneraatoril.

100% laetud aku suudab toota energiat enne selle täielikku tühjenemist, mille saab arvutada järgmise valemi abil:

P = U x I

Kus:

• U – pinge;
• I – voolutugevus.

Niisiis, üks aku pingega 12 volti ja vooluga 200 amprit suudab toota 2400 vatti (2,4 kW). Mitme aku koguvõimsuse arvutamiseks peate liitma nende kõigi jaoks saadud väärtused.

Müügil on suure võimsusega akusid, kuid need on kallid. Mõnikord on palju odavam osta mitu tavalist seadet koos ühenduskaablitega

Saadud tulemus tuleb korrutada mitme redutseeriva teguriga:

• Inverteri efektiivsus. Inverteri sisendi pinge ja võimsuse õige sobitamisega saavutatakse maksimaalne väärtus 0,92 kuni 0,96.
• Toitekaablite efektiivsus. Elektritakistuse vähendamiseks on vajalik akusid ühendavate juhtmete pikkuse ja inverteri vahelise kauguse minimeerimine. Praktikas on indikaatori väärtus vahemikus 0,98 kuni 0,99.
• Minimaalne lubatud aku tühjenemine. Iga aku jaoks on alumine laadimispiirang, mille ületamisel väheneb oluliselt seadme kasutusiga. Tavaliselt määravad kontrollerid minimaalse laengu väärtuse 15%, seega on koefitsient umbes 0,85.
• Maksimaalne lubatud mahukadu enne akude vahetamist. Aja jooksul seadmed vananevad ja nende sisemine takistus suureneb, mis toob kaasa nende võimsuse pöördumatu vähenemise. Seadmete kasutamine, mille jääkvõimsus on alla 70%, on kahjumlik, seega tuleks indikaatori väärtuseks võtta 0,7.

Vastupidiselt levinud arvamusele ei tohiks aku efektiivsust - vastuvõetud ja tarnitud elektrienergia suhet - arvutusse kaasata. Tehnilises dokumentatsioonis märgitud aku mahutavus arvestab võimalikku tagastusmahtu.

Selle tulemusena on integraalkoefitsiendi väärtus uute akude jaoks vajaliku mahutavuse arvutamisel ligikaudu 0,8 ja vanade puhul enne nende mahakandmist 0,55.

Kodu elektriga varustamiseks 1-päevase laadimis-tühjenemise tsükli jooksul on vaja 12 akut. Kui üks kuuest seadmest koosnev plokk töötab tühjenemiseks, siis teine ​​plokk laadib

Maksimaalsed lubatud voolud

Iga aku puhul on tehnilises dokumentatsioonis määratud maksimaalne lubatud laadimisvool. Selle väärtuse ületamine toob kaasa seadme ülekuumenemise, selle jõudluse järsu ja pöördumatu languse.

Seetõttu akude valimisel akusüsteemi kokkupanek peate veenduma, et nad saavad hakkama päikesepaneelide toodetud elektriga.

Teine oluline näitaja on lubatud tühjendusvool:

• Standardne tühjendusvool, mille väärtusel (või väiksemal väärtusel) aku on ette nähtud töötama. Selle indikaatoriga peab olema tagatud kõigi süsteemiga ühendatud elektriseadmete töö.
• Maksimaalne tühjendusvool, mida seade suudab lühiajaliselt pakkuda tippkoormusel. Sellised koormused võivad tekkida siis, kui mõned seadmed on sisse lülitatud, näiteks need, mis sisaldavad külmiku või kliimaseadme kompressoreid.

Esimese indikaatori pikaajaline või teise lühiajaline ületamine põhjustab aku enneaegset kulumist. Seadmete vananedes vähenevad need näitajad 20-30%, millega tuleb samuti arvestada.

Seadme omadused ja peamised parameetrid

Autoakud ei ole mõeldud paljude laadimis- ja tühjendustsüklite jaoks. Alternatiiv- ja reservenergia jaoks kasutatakse erinevat tüüpi seadmeid. Kuna nende maksumus on kõrge, on enne ostmist vaja hoolikalt uurida kõiki parameetreid.

Aku töörežiimid autos ja alternatiivses energiasüsteemis on nii erinevad, et selle otstarve on näidatud isegi seadmel endal

Alternatiivse energia jaoks kasutatavad tüübid

Peaaegu kõik alternatiivenergias kasutatavad ja hoonetesse paigaldatud akud on hooldusvabad. Kasutaja ei saa nendega teha füüsilisi toiminguid, mis mõjutavad nende struktuuri.

Seda tehakse selleks, et minimeerida akude füüsilise või keemilise kokkupuute ohtu inimeste, õhu ja nende ümbrusega. Seetõttu ei ole vaja üksikasjalikult uurida erinevat tüüpi akude struktuuri ning töötamise füüsikalisi ja keemilisi nüansse. Rohkem tähelepanu tuleks pöörata seadmete tehniliste põhiomaduste erinevustele.

OPzS akud on konstrueeritud nagu lihtsad plii-happeseadmed. Positiivse plaadi kuju muutus võimaldab oluliselt suuremat laadimis- ja tühjendustsüklite arvu kui autotööstuse ekvivalendid.

Puuduseks on vedela elektrolüüdi olemasolu, mis võib rõhu langemisel olla ohtlik. Keskmine hinna nišš.

Leelisakusid (nikkel) kasutatakse harva, kuna need ei ole laadimisel tundlikud madalate voolude suhtes ja nad peavad läbima täistsükli laadimisest tühjenemiseni. Vastasel juhul väheneb aku maht.

Samuti on neil seadmetel suurem kaal ja mõõtmed võrreldes sama võimsusega konkurentidega. Ohtlik, kui rõhu all on. Madal hinnanišš.

Aku rõhu langus on võimalik sisemise defekti, liigse laadimisvoolu, kõrgelt kukkumise või ebasobivates tingimustes töötamise tõttu. Suurimaid probleeme tekitavad sel juhul seadmed, mis sisaldavad aurustumise tõttu ohtlikke vedelikke.

AGM akudes on elektrolüüt seotud klaaskiudstruktuuriga. Neid saab laadida madala vooluga.Need on praktiliselt ohutud ja hõivavad konkurentide seas keskmise hinnaniši.

GE (geel) akudes lisatakse elektrolüüdile ränioksiidi, mille tulemuseks on geelitaoline olek. Seadmetel on kõrge ohutusaste ja hea jõudlus. Kõrge hinna nišš.

Autopoodides alternatiivenergia akusid ei müüda. Saate neid osta päikesepaneele, tuuleelektrijaamu müüvatelt ettevõtetelt või Interneti kaudu.

Liitiumipõhised akud (näiteks liitiumraudfosfaadi mudelid) on väga hea jõudlusega, kompaktsed, oluliselt väiksema kaaluga ja praktiliselt ohutud. Nende maksumus on aga oluliselt kõrgem kui konkureerivatel seadmetüüpidel, isegi geelseadmetel.

Hinna ja tehniliste omaduste suhte seisukohalt on kõige atraktiivsemad geel- ja liitiumakud. Kuid ühekordne esialgne investeering neisse on üsna suur, seega on alternatiivenergia akuturul laialt levinud ka muud tüüpi seadmed.

Siseturul on aktiivne nõudlus järgmiste kaubamärkide akude järele:

Esitatud akusid iseloomustavad suurepärased jõudlusomadused ja taskukohane hind.

Aku mudeli valimine

Päikeseenergia akude peamised parameetrid, millele ostmisel tähelepanu pöörama, on järgmised:

• pinge ja võimsus, mis määravad aku võimsuse;
• ohutu maksimaalse tühjenemise sügavus, mille juures aku saab töötada tootja määratud aja jooksul;
• garanteeritud laadimis- ja tühjendustsüklite arv vastavalt kõikidele tehnilistele tingimustele;
• isetühjenemise väärtus, mis iseloomustab laetud aku elektrikao intensiivsust jõudeajal;
• maksimaalne laadimisvool, mis määrab ajaühikus kasutatava elektrienergia koguse, mida aku suudab vastu võtta ilma edasist tööd kahjustamata;
• standardne tühjendusvool, mis määrab elektrienergia koguse ajaühikus, mida aku on võimeline tarnima pikka aega, ilma et see kahjustaks edasist tööd;
• maksimaalne tühjendusvool, mis määrab elektrienergia koguse ajaühikus, mida aku on võimeline edastama lühiajaliselt, ilma et see kahjustaks edasist tööd;
• optimaalne temperatuur seadme tööks;
• aku suurus ja kaal, mille tundmine on vajalik nende asukoha ja paigaldusviisi valimiseks.

Kõiki neid parameetreid kirjeldatakse tehnilises dokumentatsioonis, mis on elektrooniliselt postitatud kõigi suuremate tootjate veebisaidile.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Ülevaade päikesesüsteemide erinevat tüüpi akude toimimise nüanssidest:

Erinevat tüüpi starterakude võrdlused. Alternatiivse energia plussid ja miinused:

Liitium (LiFePo4) akude kasutamise kogemus. Tõeline autoseadmete plokk, selle töö nüansid:

Akude õige valik vastavalt nende parameetritele tagab alternatiivse energiasüsteemi usaldusväärse töö.Elektrisalvesti pealt pole vaja ülemäära kokku hoida – esmase käivitamisinvesteeringu tasub tagasi süsteemi katkematu töö mitme aasta pärast.

Jätke kommentaarid allolevasse plokki, esitage küsimusi, postitage artikli teemal fotosid. Rääkige meile, kuidas valisite oma riigi minielektrijaama jaoks päikesepaneelidest akud. Jagage teavet, mis on saidi külastajatele kasulik.