Аккумуляторы для солнечных батарей
| Модель | Напряжение, В | Емкость, Ач | Габариты, мм | Вес, кг | |
|---|---|---|---|---|---|
|
|
Аккумулятор (( row.vendor )) (( row.model )) |
(( row.voltage )) | (( row.capacity )) | (( row.length )) × (( row.width )) × (( row.height1 )) | (( row.weight2 )) |
Специфика
Электростанции на основе возобновляемых источников энергии, в частности на солнечных батареях, предъявляют специфические требования к аккумуляторным подсистемам. Одной из главных особенностей таких подсистем является высокая цикличность, т.к. основной источник энергии (солнечный свет) доступен не постоянно. Аккумуляторы для солнечных батарей должны выдерживать значительное число циклов заряд-разряд и иметь возможность стабильно отдавать энергию в течение продолжительных промежутков времени. Таким образом, предъявляется два основных требования: продолжительный срок службы в цикличном режиме (большое количество циклов) и способность к стабильному длительному разряду.
Как выбрать аккумуляторы для солнечных батарей?
Безусловно, выбор аккумулятора для солнечных панелей зависит от конфигурации системы. Однако, есть несколько принципов, которые направят в нужную сторону. Прежде всего, в большинстве случаев не стоит отдавать предпочтение AGM аккумуляторам. Они, как правило, обладают значительно меньшим циклическим ресурсом и хуже переносят глубокие разряды, что еще больше сокращает срок службы. Однако, есть исключения. Далее, в зависимости от цикличности системы (т.е. частоты перехода на работу от аккумуляторных батарей), ее внутренних параметров, определяется экономическая целесообразность выбора в пользу той или иной технологии.
При выборе аккумуляторов следует учесть некоторые особенности: сколько должна прослужить аккумуляторная батарея, сколько мощности она должна обеспечивать. Ниже рассмотрены наиболее важные критерии, которые следует использовать для сравнения различных решений.
Как правильно сравнивать решения?
По мере изучения вопроса, связанного с выбором аккумуляторов для солнечных батарей, вы скорее всего столкнетесь с множеством запутанных и сложных спецификаций аккумуляторных батарей. Однако, наиболее важными характеристиками в нашем случае являются срок службы, емкость и мощность, доступная глубина разряда (DoD), циклическая эффективность.
Срок службы
В большинстве случаев с домашними солнечными батареями, цикличность аккумуляторной подсистемы будет составлять одни сутки. По мере эксплуатации в таком режиме, способность аккумулятора накапливать энергию в прежнем объеме будет сокращаться. Считается, что к концу срока службы, остаточная емкость аккумулятора должна составлять 80% номинальной.
Учитывая эту особенность, достаточно просто рассчитать экономическую целесообразность выбора тех или иных аккумуляторов в системе с солнечными батареями.
Емкость и мощность
Емкость — это общее количество электрической энергии, которое может быть накоплено в аккумуляторе для солнечной батареи. Как правило, ее измеряют в Ач или кВтч. В основном, аккумуляторы позволяют параллельное соединение, что обеспечивает большую суммарную емкость.
В то время, как емкость является в некотором смысле мерой объема аккумулятора, она ничего не говорит о его способности произвести определенное количество электрической энергии в конкретный момент времени. Для этого существует отдельная характеристика — рейтинг мощности (power rating). В контексте солнечных батарей, рейтинг мощности указывает какое количество энергии аккумулятор способен выработать единовременно. Измеряется в кВт.
Аккумулятор с высоким показателем емкости и низким показателем рейтинга мощности сможет производить небольшое количество электрической энергии (достаточное для обеспечения нескольких особо важных приборов) в течение длительного времени. В то время, как аккумулятор с низким показателем емкости и высоким рейтингом мощности сможет обеспечить энергией весь дом, но в течение очень короткого времени.
Глубина разряда (DoD)
Большинству аккумуляторов для солнечных батарей необходимо сохранять минимальный заряд независимо от режима эксплуатации. Это обусловлено спецификой электрохимической системы. В случае, если такие аккумуляторы достигнут 100% разряда, их срок службы катастрофически сократится.
Показатель глубины разряда показывает долю емкости аккумулятора, которая была использована во время разряда. Многие производители указывают максимально допустимое значение глубины разряда для завышения показателей производительности. Например, если аккумулятор емкостью 10 кВтч допускает глубину разряда в 90%, мы не должны использовать больше 9 кВтч его накопленной энергии в полностью заряженном состоянии до того, как начнем его перезаряд. В общем случае, более высокий уровень допустимой глубины разряда означает, что мы сможем использовать большую часть номинальной емкости аккумулятора.
Циклическая эффективность или КПД
Под этим понятием подразумевается соотношение между количеством энергии, которое аккумулятор может отдать и количеством энергии, которое для этого ему потребовалось сообщить. Например, если на заряд аккумулятора было потрачено 5 кВтч, при этом получить от него возможно только 4 кВтч, то циклическая эффективность или КПД будет равняться 4 кВтч / 5 кВтч = 80%. Строго говоря, этот параметр является важной мерой экономической эффективности аккумулятора.
Какие аккумуляторы лучше для солнечных батарей?
Среди классических решений промышленных стационарных аккумуляторных батарей выделяется несколько технологий, удовлетворяющих требованиям для работы в паре с солнечными панелями. Небольшой сравнительный анализ приведен в таблице:
| Технология | Срок службы | Количество циклов | Обслуживание |
|---|---|---|---|
| Gel с трубчатыми пластинами (OPzV) | до 20 лет | до 3000 | не требуется |
| Gel с намазными пластинами | до 15 лет | до 2000 | не требуется |
| Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) | до 25 лет | до 5000 | не требуется |
| Никель-кадмиевые | до 25 лет | до 3000 | может потребоваться долив воды |
Гелевые свинцово-кислотные батареи - наиболее приспособленные к цикличным режимам работы и продолжительным разрядам среди герметизированных (не требующих обслуживания). Аккумуляторы с трубчатыми пластинами отвечают более строгим требованиям качества и надежности, поэтому чаще используются в промышленых солнечных электростанциях большого и среднего размера. Намазные пластины - более простая технология, однако, благодаря своей простоте и менее дорогая, поэтому такие батареи можно чаще встретить в паре с солнечными батареями небольшой мощности.
В литий-железо-фосфатных батареях используется фосфат железа для повышения безопасности и термических способностей с одновременным достижением большого циклического ресурса. Поскольку эти аккумуляторы обладают низким тепловыделением, они не требуют вентиляции или охлаждения и могут устанавливаться в составе солнечных электростанций в обычных помещениях без специального оборудования.
Никель-кадмиевые батареи обладают простой и надежной конструкцией. Шикороко используются в составе крупных солнечных электростанций по всему миру благодаря высокой эффективности, неприхотливости и способности работать в условиях экстремальных температур. Эти аккумуляторы подходят для требовательных применений где надежность является критичным фактором. Они могут обходиться без регулярного обслуживания, однако требуют дополнительной вентиляции.
