Солнечные аккумуляторы: обзор различных видов, правила выбора и схема подключения

Солнечные батареи – это экологичный и автономный источник электроэнергии, преобразующий в электроэнергию солнечный свет. Заманчиво, правда? Ведь солнце светит каждый день, и не требует за это платы. (Из этой статьи Вы можете узнать, как правильно выбрать солнечные батареи.)

Помимо экологичности, перспективность этого способа в независимости от центральных электросетей – что важно как с финансовой точки зрения, так и для тех, кто живет вне доступа к ним. (О КПД солнечных батарей можете прочитать эту статью.)

Что же зачастую останавливает людей использовать гелиосистемы, помимо первичной стоимости оборудования и установки? Одно из частых возражений: в нашем климате недостаточно часов светового дня, солнца мало, и что же, электричество будет с перебоями?

Ответ на этот вопрос давно получен – чтобы не быть зависимым от солнечных дней, в автономных системах выработки электроэнергии используются аккумуляторы для солнечных батарей, накапливающие и сохраняющие энергию.

Аккумуляторные батареи это необходимая и важная часть системы выработки и преобразования энергии из солнечной в электрическую.

В солнечные дни гелиосистемы производят больше энергии, чем система использует, а ночью не производят ничего.

Поэтому нужно накапливать и где-то хранить электроэнергию. То есть именно аккумуляторы позволяют получить равномерное энергоснабжение без перебоев, независимо от погоды и других условий.

Критерии выбора

Чтобы сделать грамотный и обоснованный выбор, нужно обратить внимание на ряд его важнейших характеристик.

  1. Емкость аккумулятора. Именно она определяет, как долго будет работать устройство без подзарядки. Емкость аккумуляторной батареи для каждой электростанции рассчитывается отдельно, исходя из того, какой объем электроэнергии от нее требуется.

    Номинальная емкость будет указана в характеристиках аккумулятора, а реальная будет колебаться +- 10-15% и зависит это, в первую очередь от условий, в которых работает аккумулятор.

    Например, при понижении температуры, при которой содержится устройство, емкость становится меньше. При более высокой температуре воздуха емкость становится больше, но срок работы аккумулятора уменьшается.

  2. Обратите внимание: зимой аккумуляторы рекомендуется хранить в помещении с температурой не ниже 0 и не выше 20 градусов.
  3. Саморазряд. Это постепенная и непроизвольная потеря энергии в аккумуляторе. Чем он меньше, тем лучше (средний уровень будет составлять около 3-5% в месяц). Для уменьшения саморазряда оптимальная температура для работы устройства не должна быть больше 20 градусов. Если температура повышается больше, чем на 10 градусов, саморазряд может стать больше почти вдвое.
  4. Срок службы аккумулятора. Оценивается по количеству циклов заряда/разряда, которое он может выдержать без потери качества. Если емкость прибора доходит до 60% — 70% от номинального значения — он становится фактически непригоден для работы.

Разновидности

Свинцово-кислотные

Обычные свинцово-кислотные аккумуляторы
Их чаще всего используют в автомашинах. Они самые недолговечные – срок их работы — 2-4 года. И хотя их иногда используют в гелиосистемах, они не очень подходят для работы в системах электроснабжения на солнечных батареях, т.к. не рассчитаны на цикличный режим работы.

AGM аккумулятор
Один из наиболее дешевых вариантов, подходящих для систем с солнечными батареями. Из минусов – небольшой срок работы — 5-6 лет. Чувствителен к превышению напряжения заряда. Может работать, будучи заряженным не до конца, но полностью противопоказан перезаряд.

Гелевый аккумулятор
Аккумулятор, в котором в качестве электролита используется кислота в форме геля.

Преимущества:

  • Схема гелевого аккумулятора
    Устройство гелевого аккумулятора. (Нажмите для увеличения)
    нет необходимости менять электролиты;
  • хорошо выдерживает мороз до 45 градусов;
  • он более долговечен — время работы может доходить до 15 лет;
  • самый экологичный вариант- устройство, не выбрасывающее вредные вещества в окружающую среду.

Гелевые аккумуляторы более дорогие, но удобнее в обслуживании.

Аккумулятор OPzV с использованием жидкого электролита
Раз в год нужно проверять уровень жидкости, и при потребности – доливать. Большое количество циклов сохраняет работоспособность, срок службы больше, чем у гелевого. Повышенная устойчивость к глубокому разряду.

Используется чаще в профессиональных системах из-за своей высокой стоимости.

Щелочные

Вместо кислоты в них используется щелочь.

Их минусы:

  • их нужно регулярно проверять на уровень электролита и необходимость в доливе дистиллированной воды;
  • тяжелый вес и громоздкость;
  • когда они заряжаются, при выкипании выделяют водород, поэтому должны стоять в проветриваемом помещении;
  • очень маленькое напряжение.

Плюсы:

  • лучше, чем кислотные, выдерживают глубокие разряды и цикличность работы;
  • долгий срок службы – в среднем больше 15 лет.

Батареи со встроенными элементами питания

Этот тип батарей хорошо подходят для подзарядки небольшой техники – такой, как айфоны и айпады, мобильные телефоны, смартфоны, аудиоплееры, фотоаппаратура и видеокамеры. (В этой статье Вы можете прочитать о солнечной батарее для зарядки ноутбука.)

В работе используется литиевый аккумулятор, накапливающий солнечную энергию с помощью специальных панелей. Все вместе это заключено в пластик.

Подобные батареи замечательно подходят для походов и путешествий, позволяя технике работать без подзарядки в течение 10-12 часов. Обычно этого достаточно для комфортного использования любых гаджетов и устройств в походных условиях

Принцип работы автономной системы выработки электроэнергии

Обычно для полноценной работы гелиосистемы емкости одного аккумулятора не хватает, поэтому несколько аккумуляторов объединяют по принципу батареи.

Последовательно или параллельно соединяя аккумуляторы – берут модели от одного производителя с одинаковыми характеристиками, можно подобрать необходимый размер емкости и напряжение.

При последовательном соединении емкость остается той же, как у одной единицы из соединенных устройств, а напряжение суммируется.

При параллельном наоборот, емкость становится суммой всех соединенных, а напряжение – как у одного аккумулятора.

Примите во внимание: важно рассчитать количество соединённых разными способами элементов так, чтобы напряжение, которое подведено к аккумуляторам было выше, чем напряжение самого аккумулятора.
Схема работы батарей с аккумуляторами
Схема использования аккумуляторов. (Нажмите для увеличения)
Между аккумуляторами и солнечными батареями устанавливается контроллер заряда, чтобы нормировать напряжение между ними и защитить аккумуляторы от перезаряда.

Установка автономной системы производства электроэнергии на солнечных батареях требует серьезного подхода к выбору аккумуляторов и учету всех факторов, влияющих на их работоспособность.

Потому что во многом именно от этого зависит надежность всей системы и бесперебойная и эффективная работа источников электроэнергии.

Смотрите видео, в котором специалист подробно объясняет, как правильно выбрать аккумуляторы для солнечных батарей:

Оценка:
78
Автор статьи - Игорь
Автор:
Игорь