Solbatterier: en översikt över typerna av lämpliga batterier och deras egenskaper

Beräkning av erforderlig batterikapacitet

Batteriernas kapacitet beräknas baserat på den förväntade batteritiden utan omladdning och den totala strömförbrukningen för elektriska apparater.

Den genomsnittliga effekten för den elektriska apparaten över tidsintervallet kan beräknas enligt följande:

P = P1 * (T1 / T2),

Var:

• P1 - märkskyltens kraft för enheten;
• T1 – enhetens drifttid;
• T2 är den totala beräknade tiden.

Nästan i hela Ryssland är det långa perioder då solpaneler inte kommer att fungera på grund av dåligt väder.

Att installera stora uppsättningar av batterier för full belastning bara några gånger om året är oekonomiskt.Därför måste valet av tidsintervallet under vilket enheterna endast fungerar på urladdningen närma sig baserat på medelvärdet.

Mängden energi som genereras av solpaneler beror på molnens densitet. Om molnigt väder inte är ovanligt i regionen, måste bristen på ineffekt tas med i beräkningen när volymen på batteripaketet beräknas

Vid en längre period då det inte är möjligt att använda solpaneler är det nödvändigt att använda ett annat system för att generera el, baserat till exempel på en diesel- eller gasgenerator.

Ett 100 % laddat batteri kan leverera ström tills det är helt urladdat, vilket kan beräknas med formeln:

P = U x I

Var:

• U - spänning;
• I - nuvarande styrka.

Så ett batteri med en spänning på 12 volt och en ström på 200 ampere kan generera 2400 watt (2,4 kW). För att beräkna den totala effekten för flera batterier måste du lägga till de värden som erhållits för vart och ett av dem.

Till salu finns batterier med hög effekt, men de är dyra. Ibland är det mycket billigare att köpa flera vanliga enheter kompletta med anslutningskablar

Det erhållna resultatet måste multipliceras med flera reduktionsfaktorer:

• växelriktarens effektivitet. Med korrekt matchning av spänning och effekt vid ingången till växelriktaren kommer ett maximalt värde på 0,92 till 0,96 att nås.
• kraftkablars effektivitet. Att minimera längden på kablarna som ansluter batterierna och avståndet till växelriktaren är nödvändigt för att minska det elektriska motståndet. I praktiken är värdet på indikatorn från 0,98 till 0,99.
• Minsta tillåtna urladdning av batterier.För alla batterier finns det en lägre laddningsgräns, utöver vilken enhetens livslängd reduceras avsevärt. Vanligtvis är styrenheter inställda på ett lägsta laddningsvärde på 15 %, så koefficienten är cirka 0,85.
• Maximal tillåten kapacitetsförlust innan batteribyte. Med tiden inträffar åldrande av enheter, en ökning av deras inre motstånd, vilket leder till en irreversibel minskning av deras kapacitet. Det är olönsamt att använda enheter med en restkapacitet på mindre än 70%, så värdet på indikatorn bör tas som 0,7.

Som ett resultat kommer värdet på integralkoefficienten vid beräkning av den erforderliga kapaciteten för nya batterier att vara ungefär lika med 0,8, och för gamla, innan de skrivs av - 0,55.

För att förse huset med el med längden på laddnings-urladdningscykeln lika med 1 dag kommer att kräva 12 batterier. När ett block med 6 enheter är på urladdning kommer det andra blocket att laddas

Underhåll: hur man återställer ett gelbatteri, byte av elektrolyt

Om du servar strömförsörjningen enligt tillverkarens rekommendationer, kommer den troligen att tjäna sin livslängd utan problem och kommer inte att kräva ytterligare åtgärder. Om strömförsörjningen är svullen eller plattorna är förstörda, rekommenderar vi att du inte återställer den, utan köper en ny. I vilka fall kan du försöka återuppliva ett gelbatteri?

Om du märker en förlust av kapacitet i ditt batteri kan gelkomponenten ha torkat ut. I det här fallet är det nödvändigt att återställa elementets vattenbalans med destillerat vatten. Därefter visar vi dig steg för steg hur du gör det.

Ta bort plastkåpan.

Ta bort gummipropparna från burkarna.

• Ta en spruta och dra upp 1-2 kuber destillerat vatten.
• Häll vatten i varje burk.

• Låt batteriet stå i några timmar så att gelén kan dra in i vattnet.
• Om det inte finns tillräckligt med vatten, tillsätt; om det finns överskott - ta bort dem med en spruta.
• Kontrollera spänningsnivån vid terminalerna.
• Sätt tillbaka pluggarna och stäng batteriluckan.
• Sätt batteriet på laddning.

Dessutom kan revitalisering av batteriet vara nödvändigt med stark sulfatering av plattorna, som bildas under driften av batteriet. Det finns två sätt att avsulfatera:

Med hjälp av den kemiska sammansättningen Trilon V. Den måste köpas, spädas ut i den angivna proportionen och hällas i ett förtorkat batteri

Observera att i gelbatterier är det inte alltid möjligt att helt avlägsna elektrolyten i form av en gel. Efter avsulfatering med Trilon B måste du skölja insidan med destillerat vatten, hälla gelelektrolyten i batteriet igen, efter att ha berett lösningen

Som du kan se är metoden ganska besvärlig och kräver kunskap och färdigheter.
Med hjälp av pulsade strömmar av olika amplituder. Under denna operation förstör de pulserade strömmarna blysulfatet. Det är värt att notera att gelbatterier, som nämnts ovan, extremt negativt uppfattar plötsliga spänningsfall och höga strömmar. Användare som har provat denna metod säger att det inte alltid är möjligt att uppnå målet. Detta förklaras av det faktum att plattorna själva, förutom blysulfat, förstörs, och detta leder till en förlust av kapacitet.

Som du kan se finns det sätt att återställa batterier, men de är inte särskilt lämpliga för gel strömförsörjning. Vi rekommenderar att du inte försöker återuppliva gelbatteriet, utan köper ett nytt.

Är det möjligt att hälla elektrolyt eller vatten i ett gelbatteri?

Som en del av underhållet av gelbatterier kan de fyllas på med destillerat vatten på det sätt som vi beskrev ovan. Det rekommenderas inte att hälla vanligt kranvatten i kraftkällor - det finns för många föroreningar i det som kommer att störa den korrekta reaktionen.

Elektrolyten i sin rena form hälls inte i gelbatterier. Du kan försöka göra en absorberad elektrolyt, men vi kan inte garantera resultatet av ett sådant experiment.

Gelbatterier för bilar är ganska populära på grund av frånvaron av behovet av deras underhåll. Som du kan se är driften av dessa nätaggregat extremt enkel. Men många avskräcks av sina höga kostnader. Med korrekt underhåll - snabb laddning, överensstämmelse med lagringsförhållanden - kommer detta batteri att hålla länge, och återställningen av kapaciteten kommer inte att ta mycket tid och ansträngning. Hur tar du hand om ditt gelbatteri? Har du stött på problem under laddning eller återställning? Dela din upplevelse med våra läsare.

Livstid

I de flesta fall med solpaneler för hemmet kommer batteridelsystemets cykel att vara en dag. När du arbetar i detta läge kommer batteriets förmåga att lagra energi i samma volym att minska. Man tror att i slutet av batteriets livslängd bör batteriets återstående kapacitet vara 80% av den nominella.

Med tanke på denna funktion är det ganska enkelt att beräkna den ekonomiska genomförbarheten av att välja vissa batterier i ett system med solpaneler.

Effekt av urladdningsdjup på livslängden (cykler)

Temperaturpåverkan på livslängden (år)

Driftsregler

När du använder batterier, såväl som eventuell teknisk anordning, måste du följa reglerna. Vid användning av batterier i solcellsstationssystem bestäms driftreglerna av typen av drift av sådana system och uttrycks i kraven för batterier, som beskrivs ovan.

På grund av den stora elektriska belastningen, som vanligtvis är ansluten till strömförsörjningssystem, är det nödvändigt att inkludera flera batterier i en enda grupp. Detta görs för att öka den totala kapacitansen och för att öka spänningen vid utgången, eller för att uppnå båda målen.

Tre scheman för att slå på en grupp batterier används:

Konsekvent. Med denna inkludering kommer gruppens kapacitet att vara lika med kapaciteten för ett batteri, och
spänningen kommer att återspeglas i summan av spänningarna för alla batterier i gruppen.

Parallell. Med denna inkludering är spänningen oförändrad och lika med den nominella spänningen för ett batteri, och gruppens kapacitet bestäms som summan av kapaciteten hos de inkluderade batterierna;

Kombinerad. Med detta kopplingsschema används serie- och parallellkoppling av batteriet.

När du kombinerar batterier i grupper, kom ihåg att batterier bör användas i en grupp:

1. En sort;
2. En behållare;
3. En märkspänning.

Det är önskvärt att batterierna är av samma drifttid och tillverkare.

Du kanske också gillar följande innehåll:

Tack för att du läser till slutet!

Glöm inte, i Zen

Om du gillade artikeln!

Följ oss på Twitter:

Dela med vänner, lämna dina kommentarer

Gå med i vår VK-grupp:

ALTER220 Alternativ energiportal

och föreslå ämnen för diskussion, tillsammans blir det mer intressant!!!

Typer och typer av bilbatterier

Ett traditionellt batteri med blyplattor och en lösning av svavelsyra som elektrolyt tillhör klassen bly-syra eller WET ("våta" i främmande terminologi) batterier. I bilar har denna typ av batteri använts under lång tid och har redan gått igenom flera utvecklingsstadier i samband med underhållets komplexitet.

Faktum är att under laddnings- och urladdningscyklerna bildas en extra mängd vatten, som, avdunstar, ändrar elektrolytens densitet. Dessutom åtföljs den kemiska reaktionen i elektrolyten inte bara av bildandet av blysulfat och vatten, utan också av utvecklingen av gaser (väte och syre) och bildandet av ångor från själva elektrolyten.

Processen för gasbildning är särskilt aktiv under intensiv körning och laddning av batteriet med höga strömmar - då säger de att batteriet "kokar".

Förångningen av en del av elektrolyten förändrar inte bara densiteten, utan exponerar också den övre delen av plattorna, vilket försämrar batteriets effektivitet och hållbarhet. Det är därför som bly-syrabatterier på senare tid, förutom att övervaka laddningsnivån, krävde konstant kontroll av densiteten och elektrolytnivån, och periodiskt underhåll var en integrerad del av driften.

Förutom sulfatering och förångning av elektrolyten i batterier av denna typ, interagerar plattmaterialet med vatten och bildar blyoxider - källor till korrosion och gradvis förstörelse av plattorna.

Förbättringen av batterier inkluderade först och främst minskningen av den negativa effekten av dessa tre faktorer, och de viktigaste sätten att lösa problem var att använda nya material.

Således har användningen av antimon för att öka plattornas hållbarhet varit känd sedan länge. Modern teknik har gjort det möjligt att minska andelen av detta element och på grund av detta uppnå en märkbar minskning av intensiteten av "kokning". Underhållstiden för batterierna reduceras avsevärt och de kallas redan för lågunderhåll.

Nästa steg mot förbättringen av bilbatterier - användningen av kalcium i blylegeringen - gjorde det möjligt att ytterligare minska intensiteten av gasbildning och öka självurladdningsspänningen. Nu kunde batterierna förvaras i urladdat tillstånd under en längre tid, och processen att koka bort elektrolyten började spela en så obetydlig roll att batterierna blev underhållsfria (även om det inte är helt sant: batteriladdning är en av underhållsverksamheten).

"Underhållsfria" batterier för personbilar tillverkas nästan aldrig. Men "lågt underhåll" (ibland kallat "obevakad") är ganska rimligt att använda på de maskiner (särskilt med körsträcka) där nätverket ombord är instabilt: dessa batterier är resistenta mot belastningsfluktuationer.

En mellanposition mellan batterier med låg antimon- och kalciumhalt upptas av hybridbatterier.I dem är plattorna med positiva elektroder gjorda med ett lågt innehåll av antimon, och de negativa innehåller kalcium. Denna lösning låter dig i viss mån kombinera fördelarna med båda alternativen, men tyvärr också nackdelarna. Faktum är att "kalcium"-batterier bara är känsliga för förändringar i nätverket ombord.

Nästa viktiga steg i förbättringen av bilbatterier var design och tekniska lösningar som säkerställde övergången av elektrolyten från ett flytande tillstånd till ett gelliknande. Batterier tillverkade med en teknik som använder en gel snarare än en vätska som elektrolyt kallas gelbatterier.

Användningen av gelen gjorde det möjligt för oss att lösa flera problem på en gång:

• säkerhet - en svavelsyralösning är extremt farlig för både människor och miljön, och möjligheten för läckor finns alltid;
• orientering - det gelliknande tillståndet gör att batteriet kan drivas i vilken lutning som helst av horisontlinjen - elektrolyten i det är säkert fixerad;
• vibrationsmotstånd - heliumfyllmedlet är inte rädd för att skaka på gropar - det är fixerat i förhållande till elektrodplattorna, möjligheten att exponera en del av elektrodytan är utesluten.

En av varianterna av gel (även om det finns terminologiska dispyter om detta) är AGM-batterier (AGM - en förkortning för Absorbent Glass Mat - absorberande glasmaterial), så namngivna för lämplig teknik. Det speciella med AGM är att mellan plattorna finns ett speciellt poröst material som håller elektrolyten och dessutom skyddar plattorna från att släppa.

Batterier där vätska förtjockad till gelkonsistens används som elektrolyt används inte i personbilar.

Urvalskriterier för solcellsbatteri

Tillverkare förbättrar ständigt teknologierna för solbatterier, och samma digitala prestandaindikatorer i aktion kan visa sig på helt olika sätt.

Men du bör definitivt vara uppmärksam på sådana indikatorer:

• kapacitetsnivå;
• laddningsström;
• urladdningsström.

När du väljer ett batteri bör antalet gröna system själva beaktas, den nödvändiga batterikapaciteten beror på detta. Oftast hittas batterier med en spänning på 12 V, baserat på detta kommer det att vara nödvändigt att beräkna hur många batterier som måste anslutas i serie.

Om solbatteriets driftspänning överstiger spänningen för ett batteri måste du beräkna hur många av dem som behöver anslutas, som regel är siffran en multipel av 12. Det bör också komma ihåg att när batterierna är seriekopplade, spänningen ändras, men kapaciteten förblir densamma, medan de är parallella vice versa.

Schema för enheten i ett solkraftverk

Tänk på hur solsystemet för ett hus på landet är ordnat och fungerar. Dess huvudsakliga syfte är att omvandla solenergi till 220 V-elektricitet, som är huvudströmkällan för elektriska hushållsapparater.

Huvuddelarna som utgör SES:

1. Batterier (paneler) som omvandlar solstrålning till likström.
2. Batteriladdningskontroll.
3. Batteripaket.
4. En växelriktare som omvandlar batterispänningen till 220 V.

Batteriets design är genomtänkt på ett sådant sätt att utrustningen kan fungera i olika väderförhållanden, vid temperaturer från -35ºС till +80ºС.

Det visar sig att korrekt installerade solpaneler kommer att fungera med samma prestanda både på vintern och sommaren, men på ett villkor - i klart väder, när solen avger maximal mängd värme. På en molnig dag sjunker prestandan kraftigt.

Effektiviteten hos solkraftverk på de mellersta breddgraderna är stor, men inte tillräckligt för att fullt ut förse stora hus med el. Oftare betraktas solsystemet som en extra eller reservkälla för el.

Vikten på ett 300 W batteri är 20 kg. Oftast är panelerna monterade på taket, fasaden eller speciella ställ installerade bredvid huset. Nödvändiga förhållanden: vridning av planet mot solen och optimal lutning (i genomsnitt 45 ° mot jordens yta), vilket ger ett vinkelrätt fall av solens strålar.

Installera om möjligt en tracker som spårar solens rörelser och reglerar panelernas position.

Batteriernas övre plan skyddas av härdat stötsäkert glas, som lätt står emot hagel eller kraftiga snödrivor. Det är dock nödvändigt att övervaka beläggningens integritet, annars kommer skadade kiselskivor (fotoceller) att sluta fungera.

Styrenheten utför hur många funktioner. Förutom den huvudsakliga - automatisk justering av batteriladdningen, reglerar styrenheten tillförseln av energi från solpaneler och skyddar därigenom batteriet från fullständig urladdning.

För hemmagjorda solsystem är det bästa valet gelbatterier, som har en period av oavbruten drift på 10-12 år. Efter 10 års drift minskar deras kapacitet med cirka 15-25%. Dessa är underhållsfria och absolut säkra apparater som inte avger skadliga ämnen.

På vintern eller i molnigt väder fortsätter panelerna också att fungera (om de regelbundet röjas från snö), men energiproduktionen minskar med 5-10 gånger

Växelriktarnas uppgift är att omvandla DC-spänningen från batteriet till en växelspänning på 220 V. De skiljer sig åt i sådana tekniska egenskaper som kraften och kvaliteten på den mottagna spänningen. Sinusutrustning kan betjäna de mest "nyckfulla" enheterna när det gäller nuvarande kvalitet - kompressorer, hemelektronik.

Det uppskattas att cirka 1 kW solenergi faller på 1 m² av planetens yta och 1 m² av ett solcellsbatteri omvandlar cirka 160-200 watt. Därför är effektiviteten 16-20%. Med rätt enhet är detta tillräckligt för att leverera el till alla lågeffektsapparater i huset.

Styrenheten visar batteriladdningen i procent. Om 24-voltsutrustning visar en batteriladdning på 27 V, då är de 100% fulla

Ett par kraftfulla gelbatterier 200 Ah med (effekt 4,8 kW). Detta är en dag för drift av elektriska apparater med non-stop förbrukning på 180-200 watt. Energilagringsenheter är frostbeständiga, det vill säga de kan installeras på vinden, och eftersom de är säkra kan de också placeras bredvid bostadsutrymmen.

Omriktarens digitala display visar vanligtvis två parametrar: strömförbrukningen och den totala spänningen för kraftsystemet. Ett extra laddaralternativ gör att du kan ansluta en elektrisk generator och snabbt ladda batteriet (om det inte är sol)

Det enklaste schemat för ett solkraftverk, inklusive huvudkomponenterna.Var och en av dem utför sin egen funktion, utan vilken driften av SES är omöjlig.

Typer av batterier

I stort sett vilket batteri som helst kan användas för solpaneler. Men huvudsaken är att det fungerar länge. Batteriets funktion beror på typ av tillverkning och material.

De viktigaste typerna av energilagringsenheter:

1. Litium.
2. Bly-syra.
3. Alkalisk.
4. Gel.
5. årsstämma
6. Geléad nickel-kadmium.
7. OPZS.

Litium

Energi uppträder i dem i det ögonblick då litiumjoner reagerar med metallmolekyler. Metaller är ytterligare komponenter.

Dessa typer av batterier kan laddas mycket snabbt med stor kapacitet. Dessa batterier väger lite och har en kompakt storlek. Dessutom är deras kostnad ganska hög. På grund av detta används de nästan aldrig i solenergi. De fungerar 2 gånger mindre än gel. Men tjäna ännu mindre om avgiften överstiger 45 %. Det är vid denna tidpunkt som de kan hålla behållarens volym på önskad nivå.

Sådana batterier fungerar i små spänningsområden. En betydande nackdel med sådana anordningar är att kapaciteten minskar med tiden. Och detta beror inte på överensstämmelse med alla tekniska regler.

Bly-syra

På utvecklingsstadiet var de utrustade med flera fack för elektrolyt med en vattenlösning. Blyelektroder och olika föroreningar är nedsänkta i denna blandning. Tack vare detta visade sig batteriet vara resistent mot korrosion.

Sådana enheter fungerar inte under lång tid. Detta beror på urladdningshastigheten.

alkalisk

Dessa batterier är låga på elektrolyt. Deras kemikalier kan inte lösas upp i det. De reagerar inte ens på varandra.

Alkaliska (alkaliska) batterier kan hålla länge.De är väl resistenta mot överspänningar. Till skillnad från gelbatterier kan dessa batterier arbeta stabilt vid låga temperaturer. Och i kylan kan de arbeta länge.

De ska förvaras 100% urladdade. Detta är nödvändigt för att inte tappa kapacitet under framtida avgifter. Denna funktion kan allvarligt störa driften av ett solkraftverk.

Gel

Denna typ har ett sådant namn eftersom elektrolyten i den presenteras i form av en gel. På grund av gallerskiktet flyter det praktiskt taget inte.

Detta solcellsbatteri håller länge och kan laddas många gånger. Motståndskraftig mot mekanisk skada. Alla typer av sprickor kommer inte att störa dess funktion.

Den kan fungera vid låga temperaturer ner till -50 grader och dess kapacitet minskar inte. Efter en lång period av inaktivitet förlorar gelbatteriet inte sina egenskaper.

Om detta batteri ska användas i ett kallt rum bör det isoleras. Under inga omständigheter får avgiftsnivån överskridas. Annars kan den explodera eller misslyckas. Dessutom är de mycket känsliga för överspänningar.

årsstämma

Faktum är att de tillhör typen av blysyra. Men det finns en skillnad - det här är glasfibern inuti, som finns i elektrolyten. Syra fyller lagren av detta material. Detta gör det möjligt för henne att inte sprida sig. Allt detta tyder på att ett sådant solbatteri kan placeras i vilken position som helst.

Dessa batterier har bra kapacitet, håller länge och kan laddas upp till 500 eller 1000 gånger. Allt beror på tillverkaren. Men trots alla fördelar finns det en betydande nackdel. De är känsliga för hög ström.Detta kan blåsa upp kroppen.

Gjutna nickel-kadmium-batterier

De är alkaliska och måste fyllas med elektrolyt. Till skillnad från geléfyllda batterier är de säkrare. Deras kostnad är inte hög och kraften hålls ganska bra. Klarar många cykler av laddning och urladdning.

Livslängden är ganska kort. Ju längre du använder den, desto mindre blir dess kapacitet.

Bilbatterier

Dessa enheter är ganska lönsamma när det gäller att spara pengar. Människor som gör sitt eget solkraftverk använder dem oftast.

Nackdelen med dessa batterier är snabbt slitage och frekvent byte. Som ett resultat kan de användas under en kort tidsperiod och för solcellsmoduler med låg effekt.