Аккумуляторы для солнечных батарей: обзор видов подходящих батарей и их особенностей. Полезные советы по выбору.

Чтобы правильно подобрать аккумулятор для системы получения электроэнергии из солнечного света, необходимо следовать требованиям, которые предъявляются к работе аккумуляторных батарей в такой системе, а также учитывать условия, в которых они будут работать.

Основные технические характеристики и правила выбора

Основные правила выбора и особенности использования собрали совместно со специалистами компании VEKTOR ENERGY+

• большое количество перезарядок;
• заряд производится большим током;
• батареи должны как можно дольше сохранять накопленную энергию;
• простота обслуживания батарей;
• батареи должны удовлетворять условиям, в которых работает система (низкие или высокие температуры, влажность, перепады температур и т.д.);
• также немаловажно учитывать ёмкость, массу и размеры аккумуляторных батарей.

При выборе аккумуляторной батареи для системы получения электроэнергии из солнечного света, нужно помнить, что при аккумулировании и преобразовании солнечной энергии, в системе происходят потери части электрической энергии. Как правило, эффективность современных солнечных электрических станций составляет восемьдесят пять процентов.

Расчёт и выбор аккумулятора

Чтобы правильно подобрать аккумулятор, необходимо представлять время его работы без подзарядки и вычислить суммарную мощность потребления электроприборов в это время, а также знать количество ожидаемой выработки энергии.

Расчеты ожидаемого количества вырабатываемой энергии производятся на основе технических данных используемых солнечных панелей, составленных с учетом погоды в разное время года.

Для корректных расчётов необходимо учитывать правильность монтажа солнечных панелей с учётом угла наклона.

Если планируется эксплуатировать систему в течение всего года, то лучше всего сориентировать панель под углом на пятнадцать 15 градусов больше, чем значение географической широты расположения объекта, где находится система. Для московского региона этот угол составляет семьдесят градусов с ориентацией на юг. При использовании фотоэлектрических панелей, они ориентируются на запад или восток.

Также необходимо учесть, что в процессе эксплуатации на поверхности солнечной панели будет скапливаться пыль, наледь и снег, что будет препятствовать нормальной работе панели.

Для расчёта ёмкости аккумуляторных батарей необходимо определить максимальный период их работы без подзарядки и суммарную мощность электроприборов, которые будут расходовать электричество, накопленное в батареях.

Среднюю мощность электроприбора в зависимости от продолжительности его использования можно рассчитать по формуле:

P P1 (T1 T2),

P1 паспортная мощность прибора;T1 время работы прибора;T2 общее расчетное время (период работы батарей без подзарядки).

На территории России на протяжении длительных периодов солнечные панели не вырабатывают электроэнергию из-за плохой погоды. Чтобы это компенсировать, необходимо устанавливать большие массивы аккумуляторов. Но, так как такие периоды случаются всего несколько раз в год, делать это не выгодно. Поэтому время автономной работы аккумуляторных батарей принимается на основе средних значений.

В случае, если периоды, когда нет возможности использовать солнечную энергию для получения электричества, намного превышают средние принятые значения автономной работы аккумуляторов, необходимо дополнить систему получения электроэнергии, например, дизельным или газовым генератором.
Полностью заряженный аккумулятор до полной разрядки может выдать мощность, которую можно рассчитать по формуле:

P U x I

U напряжение;I сила тока.

Например, 12-вольтовый аккумулятор с силой тока 200 ампер может выдать 2400 ватт (2,4 кВт). Для расчета суммарной мощности нескольких аккумуляторов, необходимо сложить значения, полученные для каждого из них.

В каждом случае при выборе аккумуляторов необходимо руководствоваться как полученными расчётными данными, так и их стоимостью. Иногда дешевле приобрести несколько менее мощных аккумуляторов и собрать их в один блок с помощью соединительных кабелей, чем покупать один большой мощный аккумулятор.

При расчёте емкости аккумуляторных батарей необходимо учитывать следующие коэффициенты:

• на входе в инвертор будет достигнуто максимальное значение напряжения и мощности от 0,92 до 0,96;
• коэффициент сопротивления соединительных проводов составляет от 0,98 до 0,99;
• существует минимально допустимый предел зарядки батарей, при уменьшении которого срок службы батарей существенно снижается. Обычно это значение равно 15%, поэтому коэффициент использования ёмкости батарей равен 0,85;
• со временем происходит уменьшение емкости аккумуляторных батарей (естественный износ).

Использовать батареи, остаточная емкость которых менее 70% нерентабельно, поэтому значение показателя нужно взять за 0,7.
В итоге для новых аккумуляторов значение коэффициента будет приблизительно равно 0,8, а для старых 0,55.

Для обеспечения дома электроэнергией (цикл заряда разряда равен 24 часам) потребуется два блока по 6 аккумуляторов. Когда один блок будет работать на разряд, второй блок будет заряжаться.

Способ объединения устройств в единый массив

Понимание способов использования аккумуляторов для накапливания электроэнергии от солнечных панелей позволит осуществить правильный выбор аккумуляторных батарей и обеспечит максимальный КПД системы.

Чтобы купить оптимальные по параметрам и стоимости аккумуляторные батареи необходимо разобраться в способах сборки аккумуляторного блока и в расчете его основных характеристик.

Соединение аккумуляторов в едином блоке хранения электроэнергии можно выполнить параллельным, последовательным или смешанным способом. В зависимости от способа можно добиться различных значений выходного напряжения и силы тока.

Аккумуляторные батареи следует размещать в помещении для предотвращения попадания влаги и влияния отрицательных температур на них. Это увеличивает срок службы батарей и уменьшает потери.

Хотя современные аккумуляторные батареи и предусматривают повышенные меры экологической безопасности, располагать в жилых комнатах их все же не стоит. Однако, предпринимать каких либо специальных мер по вентиляции подсобных помещений нет необходимости.

Размещать аккумуляторные батареи необходимо на прочном основании, поскольку батареи имеют большой вес.

Особенности функционирования системы

В системе получения электроэнергии от солнца присутствует контроллер, который управляет зарядом аккумулятора. В случае создания блока аккумуляторных батарей дополнительно необходима установка выравнивающих заряд специальных перемычек.

Также, чтобы не было проблем с неравномерной зарядкой, а также отдачей электроэнергии для создания блока аккумуляторов следует использовать одинаковые батареи (производитель, марка, модель, технические параметры).

В непосредственной близости от блока аккумуляторных батарей устанавливают инвертор устройство для стабилизации и преобразования электрического напряжения в 220В.

Схемы включения группы аккумуляторов

Последовательно

При таком включении емкость группы будет равна ёмкости одного аккумулятора, а
напряжение будет отражено в сумме напряжений всех АКБ группы.

Параллельно

При таком включении напряжение неизменно и равно номинальному напряжению одного аккумулятора, а емкость группы определяется как сумма емкостей включенных АКБ;

Комбинировано

При данной схеме включения используется последовательное и параллельное включение АКБ.

Обзор производителей

Выпуском аккумуляторов для солнечных электрических станций занимаются такие компании, как:

• Немецкая фирма Bosch, занимающаяся выпуском техники бытового и промышленного назначения.
• Немецкая фирма Sonnenschein, занимающаяся разработкой и выпуском техники.
• Английская компания YUASA.
• Американская фирма C&D Technoloqies.
• Китайский производитель техники Delta.
• Китайская компания Haza.
• Тайваньская фирма APS.