Jaké baterie lze použít pro solární panely?

Podle provedení se dělí na provozuschopné (plněné) a nefunkční (uzavřené). Ty jsou v mezinárodní klasifikaci označeny zkratkou SLA a obsahují elektrolyt kyseliny sírové vázaný ve skleněném vláknu (AGM) nebo ve formě gelu. Oproti zatopeným mají vyšší výkonové charakteristiky a jsou vhodnější pro použití v solární elektrárně.

Bez ohledu na použitou technologii všechny olověné baterie obecně špatně snášejí hluboké vybíjení, ale lze je neustále dobíjet nízkými proudy.

Alkalické baterie

Na rozdíl od kyselých baterií se alkalické baterie dobře vyrovnávají s hlubokým vybitím a jsou schopny dodávat proudy po dlouhou dobu přibližně 1/10 kapacity baterie. Navíc se důrazně doporučuje zcela vybít alkalické baterie, aby nedocházelo k tzv. „paměťovému efektu“, který snižuje kapacitu baterie o množství „nevybraného“ nabití.

Alkalické baterie mají ve srovnání s kyselými bateriemi značnou životnost 20 a více let, produkují stabilní napětí při vybíjení, jsou také provozuschopné (zaplavené) a bezúdržbové (utěsněné) a zdají se být jednoduše navrženy pro solární energii. Vlastně ne, protože nejsou schopny nabíjet slabými proudy, které solární panely generují. Nízký proud volně protéká alkalickou baterií bez naplnění baterie. Proto je bohužel osudem alkalických baterií v autonomních energetických systémech sloužit jako „banka“ pro dieselové generátory, kde je tento typ úložiště prostě nenahraditelný.

Lithium-iontové baterie

Baterie tohoto typu mají zásadně jinou chemii než baterie pro tablety a notebooky a využívají lithium-železofosfátovou reakci (LiFePo4). Nabíjejí se velmi rychle, dokážou dodat až 80 % nabití a neztrácejí kapacitu kvůli nedokončenému nabíjení nebo dlouhodobému skladování ve vybitém stavu. Baterie vydrží 3000 cyklů, mají životnost až 20 let a jsou vyráběny v Rusku. Nejdražší ze všech, ale ve srovnání například s kyselými mají dvojnásobnou kapacitu na jednotku hmotnosti, to znamená, že budou potřebovat polovinu.

Hlavní technické vlastnosti baterie

Vlastnosti a požadavky na baterie jsou stanoveny na základě provozních vlastností samotné solární elektrárny.

• být navržena pro velký počet cyklů nabíjení a vybíjení bez významné ztráty kapacity;
• mají nízké samovybíjení;
• udržovat výkon při nízkých a vysokých teplotách.

Za klíčové vlastnosti jsou považovány:

• kapacita baterie;
• rychlost plného nabití a přípustné vybití;
• podmínky a životnost;
• hmotnost a rozměry.

Jak správně vypočítat a vybrat baterii

Výpočty jsou založeny na jednoduchých vzorcích a tolerancích ztrát, které vznikají v autonomním napájecím systému.

Minimální rezerva energie v bateriích musí zajistit zátěž v noci. Pokud je od západu slunce do úsvitu celková spotřeba energie 3 kW/, pak musí mít bateriová banka takovou rezervu.

Optimální dodávka energie by měla pokrýt denní potřeby zařízení. Pokud je zatížení 10 kW/h, pak vám banka s takovou kapacitou umožní bez problémů „přežít“ jeden zamračený den a za slunečného počasí se nevybije o více než 1-20%, což je optimální pro kyselinové baterie a nevede k jejich znehodnocení.

Zde neuvažujeme o síle solárních panelů a považujeme za samozřejmé, že jsou schopny takový náboj akumulátorům poskytnout. To znamená, že provádíme výpočty energetických potřeb objektu.

Zásoba energie v 1 baterii o kapacitě 100 Ah a napětí 12 V se vypočítá podle vzorce: kapacita x napětí, tedy 100 x 12 = 1200 wattů nebo 1,2 kWh. Proto hypotetické zařízení s noční spotřebou 3 kW/h a denní spotřebou 10 kW/h potřebuje minimální sadu 3 baterií a optimální sadu 10. Ale to je ideální, protože rezervy na ztráty a vlastnosti zařízení musí být vzaty v úvahu.

Kde se ztrácí energie:

50 % – přijatelná úroveň vybití konvenční kyselé baterie, takže pokud je na nich banka postavena, pak by jich mělo být dvakrát tolik, než ukazuje jednoduchý matematický výpočet. Baterie optimalizované pro hluboké vybití lze „vyprázdnit“ o 70–80 %, to znamená, že kapacita banky by měla být o 20–30 % vyšší než vypočítaná.

80% – průměrná účinnost kyselinové baterie, který díky svým vlastnostem uvolňuje o 20 % méně energie, než ukládá. Čím vyšší je nabíjecí a vybíjecí proud, tím nižší je účinnost. Pokud například připojíte 200 kW elektrickou žehličku k 2Ah baterii přes invertor, vybíjecí proud bude asi 250A a účinnost klesne na 40 %. Což opět vede k nutnosti zdvojnásobit kapacitu banky postavené na kyselých bateriích.

80-90% – průměrná účinnost měniče, který převádí stejnosměrné napětí na střídavé 220 V pro domácí síť. S přihlédnutím k energetickým ztrátám budou i v těch nejlepších bateriích celkové ztráty přibližně 40 %, to znamená, že i při použití OPzS a zejména AGM baterií by kapacitní rezerva měla být o 40 % vyšší, než je vypočteno.

80% – účinnost PWM regulátoru nabíjení, to znamená, že solární panely nebudou fyzicky schopny přenést do baterií více než 80 % energie generované za ideálního slunečného dne a při maximálním jmenovitém výkonu. Proto je lepší použít dražší MPPT regulátory, které zajistí účinnost solárních panelů až téměř 100%, nebo zvětšit bateriovou banku a tím i plochu solárních panelů o dalších 20%.

Všechny tyto faktory musí být při výpočtech zohledněny v závislosti na tom, jaké komponenty jsou v solárním systému použity.

Pravidla provozu baterií

Údržbové baterie během provozu uvolňují plyny, proto je jejich umístění v obytných prostorách zakázáno a musí být vybavena samostatná místnost s aktivním větráním.

Hladina elektrolytu a hloubka nabití musí být neustále sledovány, aby nedošlo k selhání baterie.

Pro celoroční provoz, aby nedocházelo k hlubokému vybití baterií v zatažených dnech, je nutné zajistit možnost jejich dobíjení z externích zdrojů – sítě nebo generátoru. Mnoho modelů střídačů může takové přepínání implementovat automaticky.

Stručné shrnutí

Chcete-li správně vypočítat kapacitu bateriové banky, musíte určit denní spotřebu energie, přidat 40 % fatálních ztrát v baterii a střídači a poté zvýšit vypočítaný výkon v závislosti na typu baterií a regulátoru.

Pokud bude solární generace využívána v zimě, pak je třeba navýšit konečnou kapacitu banky o dalších 50 % a zajistit možnost dobíjení baterií ze zdrojů třetích stran – sítě nebo generátoru, tedy vysokými proudy. pokud. To ovlivní i výběr baterií s určitými vlastnostmi.

Pokud je pro vás obtížné provést vlastní výpočty nebo se chcete ujistit, že jsou správné, kontaktujte specialisty Energy Center LLC – to lze provést prostřednictvím online chatu na webu With Light nebo telefonicky. Máme bohaté zkušenosti s kompletací a instalací solárních systémů na různých zařízeních – od chat a venkovských domů až po průmyslové a zemědělské objekty.

Výrobci nabízejí tak širokou škálu zařízení, že není těžké sestavit solární elektrárnu podle vašich požadavků a finančních možností.

V dnešní době se pro zásobování obytných budov a kancelářských budov elektřinou stále více využívají alternativní energetické systémy. Solární panely používané v takových systémech přeměňují sluneční energii na elektrický proud. Ale to se děje pouze ve dne, za jasného slunečního světla. Aby bylo zajištěno, že zařízení bude nepřetržitě zásobováno elektřinou, jsou tyto napájecí systémy vybaveny bateriemi. Která solární baterie se nejlépe používá v systému autonomního napájení pro soukromý dům nebo obchodní prostory?

Vlastnosti baterií používaných v solární energii

Při výběru dobíjecí baterie (AB) pro autonomní napájecí systém využívající solární energii je třeba počítat s tím, že běžná autobaterie v tomto případě nebude fungovat. To je způsobeno skutečností, že baterie používané v motorových vozidlech jsou schopny poskytovat vysoké zapínací proudy, ale nesnášejí dobře hluboké vybíjení. To znamená, že tyto modely jsou navrženy pro krátkodobé špičkové zatížení s následným obnovením nabití za jízdy. Výrobci nedoporučují vybíjet taková zařízení o 30–40 % nebo více. Baterie pro solární panely fungují v jiném režimu. Akumulují energii, když svítí slunce, a jsou vybíjeny malými proudy o 50 % i více (v některých případech o 80–90 %) v noci a za oblačného počasí.

Typy baterií pro solární baterie

Solární energetické systémy pro domácnost využívají různé typy baterií, což umožňuje zvolit vhodnou možnost pro konkrétní provozní podmínky. Vysoké výkonové ukazatele prokazují lithium-iontové (Li-Ion) a lithium-železofosfátové (LiFePO4) baterie používané jako součást autonomních napájecích systémů. Li-ion. Li-Ion baterie jsou právem považovány za jedno z nejlepších zařízení pro ukládání solární energie. Charakteristickými vlastnostmi těchto zařízení je nízká hmotnost, dlouhá životnost (od 500 do 1000 nabíjecích/vybíjecích cyklů) a vysoká hustota akumulované energie (energie). Lithium-iontové baterie nevyžadují údržbu a lze je vybít až na 99 %, aniž by došlo ke snížení výkonu nebo snížení životnosti. Lithium-iontové baterie fungují bez uvolňování kyselých par, což zvyšuje bezpečnost těchto modelů. Vyšší cena Li-Ion baterií je plně kompenzována jejich odolností a zlepšenými výkonnostními charakteristikami ve srovnání s většinou ostatních typů baterií. Lithium-železofosfát. LiFePO4 (LFP) baterie jsou nejbezpečnější lithiové baterie na současném trhu. Zařízení LFP se vyznačují požární a výbuchovou bezpečností. Na rozdíl od modelů Li-Ion se tyto produkty během provozu nezahřívají kvůli vysoké hustotě energie a nevyžadují složité systémy regulace teploty. LiFePO4 baterie nejsou citlivé na hluboké vybití a mohou být instalovány v místnostech bez větrání. Životnost LFP baterií se může pohybovat od 2 do 6 tisíc nabíjecích/vybíjecích cyklů nebo až 15 let nepřetržitého provozu. Pro zajištění stabilního a nepřetržitého provozu lithium-železo-fosfátových baterií jsou tato zařízení vybavena balancery.

Proč je lepší používat LiFePO4 baterie do solárních panelů?

Baterie LFP jsou lepší než olověné (SLA) analogy v nejdůležitějších technických vlastnostech. Provozní napětí lithium-železofosfátových baterií tedy nezávisí na rychlosti vybíjení. LiFePO4 baterie dodávají stejné množství energie během celého vybíjecího cyklu, zatímco kapacita modelu SLA klesá se snižujícím se nabitím. Provozní životnost průměrné olověné baterie je 500 cyklů, což je přibližně 6krát méně než u baterie LFP. LiFePO4 baterie se nabíjejí až 5krát rychleji než zařízení SLA. Lithium-železofosfátové baterie jsou vhodnější pro práci v podmínkách extrémně vysokých a nízkých teplot. Modely LFP netečou, takže je lze instalovat v jakékoli poloze.