Solcellebatterier: en oversigt over typerne af passende batterier og deres egenskaber

Beregning af den nødvendige batterikapacitet

Batteriernes kapacitet beregnes ud fra den forventede batterilevetid uden genopladning og det samlede strømforbrug for elektriske apparater.

Den gennemsnitlige effekt af det elektriske apparat over tidsintervallet kan beregnes som følger:

P = P1 * (T1 / T2),

Hvor:

• P1 - enhedens navneplade strøm;
• T1 – enhedens driftstid;
• T2 er den samlede estimerede tid.

Næsten i hele Rusland er der lange perioder, hvor solpaneler ikke vil fungere på grund af dårligt vejr.

Det er uøkonomisk at installere store rækker af batterier til fuld belastning et par gange om året.Derfor skal valget af det tidsinterval, i hvilket enhederne kun vil arbejde på udledningen, nærmes ud fra gennemsnitsværdien.

Mængden af ​​energi, der genereres af solpaneler, afhænger af tætheden af ​​skyerne. Hvis overskyet vejr ikke er ualmindeligt i regionen, skal manglen på indgangseffekt tages i betragtning ved beregning af batteripakkens volumen

I tilfælde af en længere periode, hvor det ikke er muligt at anvende solpaneler, er det nødvendigt at anvende et andet system til at generere elektricitet, baseret på for eksempel en diesel- eller gasgenerator.

Et 100 % opladet batteri kan levere strøm, indtil det er helt afladet, hvilket kan beregnes ved hjælp af formlen:

P = U x I

Hvor:

• U - spænding;
• I - strømstyrke.

Så et batteri med en spænding på 12 volt og en strøm på 200 ampere kan generere 2400 watt (2,4 kW). For at beregne den samlede effekt af flere batterier skal du tilføje de opnåede værdier for hver af dem.

På udsalg er der batterier med høj effekt, men de er dyre. Nogle gange er det meget billigere at købe flere almindelige enheder komplet med tilslutningskabler

Det opnåede resultat skal ganges med flere reduktionsfaktorer:

• inverter effektivitet. Med korrekt afstemning af spænding og effekt ved indgangen til vekselretteren nås en maksimal værdi på 0,92 til 0,96.
• effektiviteten af ​​strømkabler. Det er nødvendigt at minimere længden af ​​ledningerne, der forbinder batterierne, og afstanden til inverteren for at reducere den elektriske modstand. I praksis er værdien af ​​indikatoren fra 0,98 til 0,99.
• Minimum tilladte afladning af batterier.For ethvert batteri er der en lavere ladningsgrænse, ud over hvilken enhedens levetid reduceres betydeligt. Typisk er controllere indstillet til en minimum ladningsværdi på 15 %, så koefficienten er omkring 0,85.
• Maksimalt tilladt kapacitetstab før udskiftning af batterier. Over tid opstår aldring af enheder, en stigning i deres indre modstand, hvilket fører til et irreversibelt fald i deres kapacitet. Det er urentabelt at bruge enheder med en restkapacitet på mindre end 70%, så værdien af ​​indikatoren skal tages som 0,7.

Som følge heraf vil værdien af ​​integralkoefficienten ved beregning af den nødvendige kapacitet for nye batterier være omtrent lig med 0,8, og for gamle, før de afskrives - 0,55.

At forsyne huset med elektricitet med længden af ​​opladnings-afladningscyklussen svarende til 1 dag vil kræve 12 batterier. Når en blok af 6 enheder er ved afladning, vil den anden blok blive opladet

Vedligeholdelse: hvordan man genopretter et gelbatteri, elektrolytudskiftning

Hvis du servicerer strømforsyningen i henhold til producentens anbefalinger, vil den højst sandsynligt tjene sin levetid uden problemer og vil ikke kræve yderligere handlinger. Hvis strømforsyningen er hævet, eller pladerne er ødelagt, anbefaler vi ikke at genoprette den, men at købe en ny. I hvilke tilfælde kan du forsøge at genoplive et gelbatteri?

Hvis du bemærker et tab af kapacitet i dit batteri, kan gelkomponenten være tørret ud. I dette tilfælde er det nødvendigt at genoprette elementets vandbalance med destilleret vand. Dernæst viser vi dig trin for trin, hvordan du gør det.

Fjern plastikdækslet.

Fjern gummipropperne fra glassene.

• Tag en sprøjte og træk 1-2 terninger destilleret vand op.
• Hæld vand i hver krukke.

• Lad batteriet stå i et par timer, så gelen kan trænge ind i vandet.
• Hvis der ikke er nok vand, tilsæt; hvis der er overskud - fjern dem med en sprøjte.
• Kontroller spændingsniveauet ved terminalerne.
• Udskift stikkene og luk batteridækslet.
• Sæt batteriet på opladning.

Også revitalisering af batteriet kan være nødvendig med stærk sulfatering af pladerne, som dannes under driften af ​​batteriet. Der er to måder at afsulfatere på:

Ved hjælp af den kemiske sammensætning Trilon V. Det skal købes, fortyndes i den specificerede andel og hældes i et fortørret batteri

Bemærk venligst, at det i gelbatterier ikke altid er muligt helt at fjerne elektrolytten i form af en gel. Efter afsulfatering med Trilon B skal du skylle indersiden med destilleret vand, hælde gelelektrolytten i batteriet igen, efter at have klargjort opløsningen

Som du kan se, er metoden ret besværlig og kræver viden og færdigheder.
Ved hjælp af pulserende strømme af forskellige amplituder. Under denne operation ødelægger de pulserende strømme blysulfatet. Det er værd at bemærke, at gelbatterier, som nævnt ovenfor, ekstremt negativt opfatter pludselige spændingsfald og høje strømme. Brugere, der har prøvet denne metode, siger, at det ikke altid er muligt at nå målet. Dette forklares af det faktum, at pladerne ud over blysulfat ødelægges, og det fører til tab af kapacitet.

Som du kan se, er der måder at gendanne batterier på, men de er ikke særlig velegnede til gel-strømforsyninger. Vi anbefaler, at du ikke forsøger at genoplive gelbatteriet, men køber et nyt.

Er det muligt at hælde elektrolyt eller vand i et gelbatteri?

Som en del af vedligeholdelsen af ​​gelbatterier kan de fyldes op med destilleret vand på den måde, som vi har beskrevet ovenfor. Det anbefales ikke at hælde almindeligt postevand i strømkilder - der er for mange urenheder i det, der vil forstyrre den korrekte reaktion.

Elektrolytten i sin rene form hældes ikke i gelbatterier. Du kan prøve at lave en absorberet elektrolyt, men vi kan ikke stå inde for resultaterne af et sådant eksperiment.

Gelbatterier til biler er ret populære på grund af fraværet af behovet for deres vedligeholdelse. Som du kan se, er betjeningen af ​​disse strømforsyninger ekstremt enkel. Mange er dog afskrækket af deres høje omkostninger. Med korrekt vedligeholdelse - rettidig genopladning, overholdelse af opbevaringsbetingelser - vil dette batteri vare i lang tid, og genoprettelse af kapacitet vil ikke tage meget tid og kræfter. Hvordan passer du på dit gelbatteri? Er du stødt på problemer under opladning eller gendannelse? Del din oplevelse med vores læsere.

Livstid

I de fleste tilfælde med solcellepaneler til hjemmet vil batteriundersystemets cyklus være en dag. Når du arbejder i denne tilstand, reduceres batteriets evne til at lagre energi i samme volumen. Det antages, at ved slutningen af ​​batteriets levetid skal batteriets resterende kapacitet være 80% af den nominelle.

I betragtning af denne funktion er det ganske enkelt at beregne den økonomiske gennemførlighed af at vælge bestemte batterier i et system med solpaneler.

Effekt af udledningsdybde på levetid (cyklusser)

Temperaturpåvirkning på levetiden (år)

Driftsregler

Ved betjening af batterier, samt enhver teknisk enhed, skal du følge reglerne. Ved brug af batterier i solcelleanlæg er driftsreglerne bestemt af arten af ​​driften af ​​sådanne anlæg og er udtrykt i kravene til batterier, som beskrevet ovenfor.

På grund af den store elektriske belastning, som normalt er forbundet med strømforsyningssystemer, er det nødvendigt at inkludere flere batterier i en enkelt gruppe. Dette gøres for at øge den samlede kapacitans og for at øge spændingen ved udgangen, eller for at nå begge mål.

Der bruges tre skemaer til at tænde en gruppe batterier:

Konsekvent. Med denne inklusion vil kapaciteten af ​​gruppen være lig med kapaciteten af ​​et batteri, og
spændingen vil afspejle sig i summen af ​​spændingerne for alle batterierne i gruppen.

Parallel. Med denne inklusion er spændingen uændret og lig med den nominelle spænding for et batteri, og gruppens kapacitet bestemmes som summen af ​​kapaciteterne af de medfølgende batterier;

Kombineret. Med dette koblingsskema anvendes serie- og parallelforbindelse af batteriet.

Når du kombinerer batterier i grupper, skal du huske, at batterier skal bruges i én gruppe:

1. En slags;
2. En beholder;
3. En nominel spænding.

Det er ønskeligt, at batterierne er af samme driftstid og producent.

Du kan også lide følgende indhold:

Tak fordi du læste med til slutningen!

Glem ikke, i Zen

Hvis du kunne lide artiklen!

Følg os på Twitter:

Del med venner, efterlad dine kommentarer

Tilmeld dig vores VK gruppe:

ALTER220 Alternativ energiportal

og foreslå emner til diskussion, sammen bliver det mere interessant!!!

Typer og typer af bilbatterier

Et traditionelt batteri med blyplader og en opløsning af svovlsyre som elektrolyt hører til klassen af ​​blysyre- eller WET-batterier (“våde” i fremmed terminologi). I biler har denne type batteri været brugt i lang tid og har allerede gennemgået flere udviklingstrin forbundet med kompleksiteten af ​​vedligeholdelse.

Faktum er, at der under opladnings- og afladningscyklusserne dannes en yderligere mængde vand, som ved fordampning ændrer elektrolyttens tæthed. Derudover er den kemiske reaktion i elektrolytten ikke kun ledsaget af dannelsen af ​​blysulfat og vand, men også af udviklingen af ​​gasser (brint og oxygen) og dannelsen af ​​dampe af selve elektrolytten.

Gasdannelsesprocessen er især aktiv under intensiv kørsel og opladning af batteriet med høje strømme - så siger de, at batteriet "koger".

Fordampningen af ​​noget af elektrolytten ændrer ikke kun tætheden, men blotlægger også den øverste del af pladerne, hvilket forringer batteriets effektivitet og holdbarhed. Derfor krævede bly-syrebatterier i den seneste tid, udover at overvåge ladeniveauet, konstant kontrol af tætheden og elektrolytniveauet, og periodisk vedligeholdelse var en integreret del af driften.

Ud over sulfatering og fordampning af elektrolytten i batterier af denne type interagerer pladematerialet med vand og danner blyoxider - kilder til korrosion og gradvis ødelæggelse af pladerne.

Forbedringen af ​​batterier omfattede først og fremmest reduktionen af ​​den negative effekt af disse tre faktorer, og de vigtigste måder at løse problemer på var at bruge nye materialer.

Således har brugen af ​​antimon til at øge pladernes holdbarhed været kendt i lang tid. Moderne teknologier har gjort det muligt at reducere procentdelen af ​​dette element og på grund af dette at opnå et mærkbart fald i intensiteten af ​​"kogning". Vedligeholdelsestiden for batterierne reduceres væsentligt, og de kaldes allerede lav-vedligeholdelse.

Det næste skridt mod forbedring af bilbatterier - brugen af ​​calcium i blylegeringen - gjorde det muligt yderligere at reducere intensiteten af ​​gasdannelse og øge selvafladningsspændingen. Nu kunne batterierne opbevares i afladet tilstand i længere tid, og processen med at koge elektrolytten af ​​begyndte at spille en så ubetydelig rolle, at batterierne blev vedligeholdelsesfrie (selvom det ikke er helt rigtigt: batteriopladning er en af vedligeholdelsesoperationerne).

Der produceres næsten aldrig "vedligeholdelsesfrie" batterier til personbiler. Men "lav vedligeholdelse" (nogle gange omtalt som "uovervåget") er ganske rimelig at bruge på de maskiner (især med kilometertal), hvor netværket ombord er ustabilt: disse batterier er modstandsdygtige over for belastningsudsving.

En mellemposition mellem batterier med lavt antimonindhold og calcium er optaget af hybridbatterier.I dem er pladerne af positive elektroder lavet med et lavt indhold af antimon, og de negative indeholder calcium. Denne løsning giver dig mulighed for til en vis grad at kombinere fordelene ved begge muligheder, men desværre også ulemperne. Faktum er, at "calcium" batterier bare er følsomme over for ændringer i netværket ombord.

De næste vigtige skridt i forbedringen af ​​bilbatterier var design og teknologiske løsninger, der sikrede overgangen af ​​elektrolytten fra en flydende tilstand til en gel-lignende. Batterier fremstillet ved hjælp af en teknologi, der bruger en gel i stedet for en væske som en elektrolyt, kaldes gelbatterier.

Brugen af ​​gelen gjorde det muligt for os at løse flere problemer på én gang:

• sikkerhed - en svovlsyreopløsning er ekstremt farlig for både mennesker og miljø, og muligheden for lækager eksisterer altid;
• orientering - den gel-lignende tilstand tillader, at batteriet kan betjenes ved enhver hældning af horisontlinjen - elektrolytten i det er sikkert fastgjort;
• vibrationsmodstand - heliumfylderen er ikke bange for at ryste på huller - den er fastgjort i forhold til elektrodepladerne, muligheden for at blotlægge en del af elektrodeoverfladen er udelukket.

En af varianterne af gel (selvom der er terminologiske uenigheder om dette) er AGM-batterier (AGM - en forkortelse for Absorbent Glass Mat - absorberende glasmateriale), så opkaldt efter den passende teknologi. Det særlige ved AGM er, at der mellem pladerne er et specielt porøst materiale, der holder elektrolytten og derudover beskytter pladerne mod at falde.

Batterier, hvor væske, der er fortykket til en gelkonsistens, bruges som elektrolyt, bruges ikke i personbiler.

Kriterier for valg af solcellebatteri

Producenter forbedrer konstant teknologier til solcellebatterier, og de samme digitale præstationsindikatorer i aktion kan manifestere sig på helt forskellige måder.

Men du bør bestemt være opmærksom på sådanne indikatorer:

• driftskapacitetsniveau;
• ladestrøm;
• afladningsstrøm.

Når du vælger et batteri, skal antallet af grønne systemer selv tages i betragtning, den nødvendige batterikapacitet vil afhænge af dette. Oftest findes batterier med en spænding på 12 V, ud fra dette vil det være nødvendigt at beregne, hvor mange batterier der skal seriekobles.

Hvis solbatteriets driftsspænding overstiger spændingen på et batteri, skal du beregne, hvor mange af dem der skal tilsluttes, som regel er tallet et multiplum af 12. Det skal også huskes på, at når batterierne er forbundet i serie, spændingen ændres, men kapaciteten forbliver den samme, mens den er parallel omvendt.

Ordning af enheden til et solenergianlæg

Overvej, hvordan solsystemet til et landsted er arrangeret og fungerer. Dens hovedformål er at omdanne solenergi til 220 V elektricitet, som er hovedstrømkilden til elektriske husholdningsapparater.

De vigtigste dele, der udgør SES:

1. Batterier (paneler), der omdanner solstråling til jævnstrøm.
2. Batteriopladningscontroller.
3. Batteri pakke.
4. En inverter, der konverterer batterispændingen til 220 V.

Batteriets design er gennemtænkt på en sådan måde, at udstyret kan fungere under forskellige vejrforhold ved temperaturer fra -35ºС til +80ºС.

Det viser sig, at korrekt installerede solpaneler vil fungere med samme ydeevne både om vinteren og sommeren, men på én betingelse - i klart vejr, når solen afgiver den maksimale mængde varme. På en overskyet dag falder ydeevnen kraftigt.

Effektiviteten af ​​solenergianlæg på de mellemste breddegrader er stor, men ikke nok til fuldt ud at levere elektricitet til store huse. Oftere betragtes solsystemet som en ekstra eller backup kilde til elektricitet.

Vægten af ​​et 300 W batteri er 20 kg. Oftest er panelerne monteret på taget, facaden eller specielle stativer installeret ved siden af ​​huset. Nødvendige forhold: drejning af flyet mod solen og optimal hældning (i gennemsnit 45 ° til jordens overflade), hvilket giver et vinkelret fald af solens stråler.

Installer om muligt en tracker, der sporer solens bevægelse og regulerer panelernes placering.

Batteriernes øverste plan er beskyttet af hærdet stødsikkert glas, som nemt modstår hagl eller kraftige snefygninger. Det er dog nødvendigt at overvåge belægningens integritet, ellers vil beskadigede siliciumwafers (fotoceller) holde op med at fungere.

Controlleren udfører hvor mange funktioner. Ud over den vigtigste - automatisk justering af batteriopladningen, regulerer controlleren forsyningen af ​​energi fra solpaneler og beskytter derved batteriet mod fuldstændig afladning.

Til hjemmelavede solcelleanlæg er det bedste valg gelbatterier, som har en periode med uafbrudt drift på 10-12 år. Efter 10 års drift falder deres kapacitet med omkring 15-25%. Det er vedligeholdelsesfrie og absolut sikre enheder, der ikke afgiver skadelige stoffer.

Om vinteren eller i overskyet vejr fortsætter panelerne også med at virke (hvis de jævnligt ryddes for sne), men energiproduktionen reduceres med 5-10 gange

Inverternes opgave er at konvertere DC-spændingen fra batteriet til en AC-spænding på 220 V. De adskiller sig i sådanne tekniske egenskaber som effekten og kvaliteten af ​​den modtagne spænding. Sinus-udstyr er i stand til at betjene de mest "lurefulde" enheder med hensyn til nuværende kvalitet - kompressorer, forbrugerelektronik.

Det anslås, at cirka 1 kW solenergi falder på 1 m² af planetens overflade, og 1 m² af et solcellebatteri omsætter omkring 160-200 watt. Derfor er effektiviteten 16-20%. Med den rigtige enhed er dette ganske nok til at levere elektricitet til alle laveffektsapparater i huset.

Controlleren viser batteriopladningen som en procentdel. Hvis 24-volts udstyr viser en batteriladning på 27 V, så er de 100 % fyldte

Et par kraftige gelbatterier 200 Ah med (effekt 4,8 kW). Dette er en dag med drift af elektriske apparater med non-stop forbrug på 180-200 watt. Energilagringsenheder er frostbestandige, det vil sige, at de kan installeres på loftet, og da de er sikre, kan de også placeres ved siden af ​​beboelsesrum.

Inverterens digitale display viser normalt to parametre: strømforbruget og strømsystemets samlede spænding. En ekstra oplader mulighed giver dig mulighed for at tilslutte en elektrisk generator og hurtigt oplade batteriet (hvis der ikke er sol)

Den enkleste ordning for et solenergianlæg, inklusive hovedkomponenterne.Hver af dem udfører sin egen funktion, uden hvilken driften af ​​SES er umulig.

Typer af batterier

Stort set ethvert batteri kan bruges til solpaneler. Men det vigtigste er, at det virker i lang tid. Batteriets funktion afhænger af typen af ​​fremstilling og materialer.

De vigtigste typer energilagringsenheder:

1. Lithium.
2. Bly-syre.
3. Alkalisk.
4. Gel.
5. generalforsamling
6. Geléført nikkel-cadmium.
7. OPZS.

Lithium

Energi vises i dem i det øjeblik, hvor lithiumioner reagerer med metalmolekyler. Metaller er yderligere komponenter.

Disse typer batterier er i stand til at oplade meget hurtigt med en stor kapacitet. Disse batterier vejer lidt og har en kompakt størrelse. Derudover er deres omkostninger ret høje. På grund af dette bliver de næsten aldrig brugt i solenergi. De virker 2 gange mindre end gel. Men servér endnu mindre, hvis afgiften overstiger 45 %. Det er på dette tidspunkt, at de er i stand til at holde beholderens volumen på det ønskede niveau.

Sådanne batterier fungerer i små spændingsområder. En væsentlig ulempe ved sådanne enheder er, at kapaciteten falder over tid. Og dette afhænger ikke af overholdelse af alle tekniske regler.

Bly-syre

På udviklingsstadiet var de udstyret med flere rum til elektrolyt med en vandig opløsning. Blyelektroder og forskellige urenheder nedsænkes i denne blanding. Takket være dette viste batteriet sig at være modstandsdygtigt over for korrosion.

Sådanne enheder virker ikke i lang tid. Dette skyldes udledningshastigheden.

alkalisk

Disse batterier mangler elektrolyt. Deres kemikalier er ikke i stand til at opløses i det. De reagerer ikke engang på hinanden.

Alkaliske (alkaliske) batterier kan holde længe.De er godt modstandsdygtige over for strømstød. I modsætning til gelbatterier er disse batterier i stand til at arbejde stabilt ved lave temperaturer. Og i kulden er de i stand til at arbejde i lang tid.

De skal opbevares 100 % afladet. Dette er nødvendigt for ikke at miste kapacitet under fremtidige opladninger. Denne funktion kan alvorligt forstyrre driften af ​​et solenergianlæg.

Gel

Denne type har et sådant navn, fordi elektrolytten i den præsenteres i form af en gel. På grund af gitterlaget flyder det praktisk talt ikke.

Dette solcellebatteri holder længe og kan genoplades mange gange. Modstandsdygtig over for mekaniske skader. Alle slags revner vil ikke forstyrre dens funktion.

Den kan fungere ved lave temperaturer ned til -50 grader, og dens kapacitet falder ikke. Efter en lang periode med inaktivitet mister gelbatteriet ikke sine egenskaber.

Hvis dette batteri skal bruges i et kølerum, så skal det isoleres. Afgiftsniveauet må under ingen omstændigheder overskrides. Ellers kan den eksplodere eller fejle. Derudover er de meget følsomme over for strømstød.

generalforsamling

Faktisk hører de til typen blysyre. Men der er en forskel - det er glasfiberen indeni, som er i elektrolytten. Syre fylder lagene af dette materiale. Dette gør det muligt for hende ikke at sprede sig. Alt dette tyder på, at et sådant solbatteri kan placeres i enhver position.

Disse batterier har en god mængde kapacitet, holder længe og kan genoplades op til 500 eller 1000 gange. Det hele afhænger af producenten. Men på trods af alle fordelene er der en betydelig ulempe. De er følsomme over for høj strøm.Dette kan puste kroppen op.

Støbte nikkel-cadmium batterier

De er alkaliske og skal fyldes med elektrolyt. I modsætning til geléfyldte batterier er de mere sikre. Deres omkostninger er ikke høje, og strømmen holdes ret godt. Kan modstå mange cyklusser med opladning og afladning.

Levetiden er ret kort. Jo længere du bruger den, jo mindre bliver dens kapacitet.

Bilbatterier

Disse enheder er ret rentable med hensyn til at spare penge. Folk, der laver deres eget solcelleanlæg, bruger dem oftest.

Ulempen ved disse batterier er hurtig slid og hyppig udskiftning. Som et resultat kan de bruges i en kort periode og til solcellemoduler med lav effekt.