Аккумулятор – важное звено «солнечной» системы электроснабжения

Аккумулятор – важное звено «солнечной» системы электроснабженияАккумулятор – важное звено «солнечной» системы электроснабжения.

Любая автономная система электроснабжения, питающаяся от солнечной энергии, включает в себя несколько обязательных элементов: солнечные панели или батареи, инвертор, контроллер заряда и разряда и, конечно, аккумулятор. О нем то и пойдет речь в нашей сегодняшней статье. Как известно, солнечные батареи предназначены для получения энергии из солнечного излучения, так вот аккумуляторы для солнечных батарей, выполняют иную функцию. Их первостепенная задача – это накопление электроэнергии и последующая ее отдача.

Главная техническая характеристика аккумулятора – его емкость. По этому показателю можно определить максимальное время работы системы электроснабжения в автономном режиме. Помимо емкости следует учитывать срок службы, максимальное количество циклов заряда-разряда, температурный диапазон работы и другие показатели. Средний срок службы аккумулятора составляет 5-10 лет. Эта цифра зависит от типа аккумулятора и условий его использования.

Типы аккумуляторов.

В солнечной энергетике наибольшей популярностью пользуется герметичный свинцово-кислотный аккумулятор, производимый с использованием 2 различных технологий.

Gelled Electrolite.

Absorptive Glass Mat.

Технология Gelled Electrolite стала применяться в конце 50-х годов. Она заключается в добавлении оксида 4-хвалетного кремния в электролит, что способствует переходу электролита в гелеобразное состояние. Этот метод позволяет достичь абсолютной герметичности батареи, а циркуляция газов осуществляется в многочисленных порах желеобразного электролита. Большой плюс гелевых аккумуляторов для солнечных батарей, производимых с применением технологии Gelled Electrolite, это отсутствие необходимости доливки воды в течение всей эксплуатации.

Технология Absorptive Glass Mat была разработана в 70-е годы. Она предполагает использование пористого стекловолоконного заполнителя-сепаратора. Его пропитывают электролитом и тем самым переводят в безжидкостное состояние. Дозируя количество электролита, добиваются того, чтобы заполненными оказались лишь мелкие поры, так как более крупные предназначаются для свободной циркуляции газов. AGM-батареи также не требуют дополнительного обслуживания.

Солнечные аккумуляторные батареи, производимые и по первой, и по второй технологии, обладают как достоинствами, так и недостатками. Узнать о них более подробно Вы сможете из таблиц 1 и 2.

Таблица 1. Преимущества.

Из-за меньшего количественного содержания электролита обладают повышенной чувствительностью к превышению зарядного напряжения.

В сравнении с классическими аккумуляторами гелевые АКБ имеют худшие показатели нагрузочных характеристик.

Тонкости подключения.

Первое с чем нужно определиться прежде, чем выбирать аккумулятор, это требуемая емкость. Как правило, это значение выбирается с учетом среднесуточного потребления электроэнергии, не забывая при этом и про глубину разряда, которая должна составлять не более 50-70%. Правильный режим заряда/разряда – это главное условие, которое способно продлить срок службы аккумуляторов для солнечных батарей. Также следует помнить, что слишком большой ток заряда снижает количество содержащегося в АКБ электролита, что может привести к выходу из строя аккумуляторной батареи.

Наибольшее распространение получили «солнечные» аккумуляторы с рабочим напряжением в 12 В. Как правило, их используют для сборки аккумуляторных блоков требуемого напряжения, например 24 В, 48 В и т.д. Основные параметры такого блока.

Аккумуляторный блок рекомендовано составлять, используя последовательную схему соединения. В этом случае общее рабочее напряжение блока будет равняться сумме рабочих напряжений каждого подключенного аккумулятора.

Если же АКБ соединяются параллельно . то суммироваться будет не напряжение, а емкость . Напряжение же в этом случае останется неизменным. Но прежде, чем подключать батареи параллельно, необходимо выровнять на них напряжение.

Следующее условие – это температурный режим. Практически все АКБ для солнечной батареи способны выдерживать как низкие, так и очень высокие температуры. Но не стоит злоупотреблять этим, ведь увеличение температуры АКБ на 10°С приводит к ускорению всех химических процессов в 2 раза. А при заряде разница температур окружающей среды и батареи составляет 10-15°С, объясняется это процессом рекомбинации кислорода. Решить эту проблему поможет естественный обдув аккумуляторной батареи. Соблюдение всех правил – это залог долгой эксплуатации аккумулятора, об этом следует помнить.

Рекомендуемая схема подключения.

Использование солнечной батареи, у которой максимальное значение генерируемого тока примерно равно току зарядки аккумулятора, позволяет автоматически заряжать АКБ при освещении. В этом случае следует предусмотреть некоторые правила подключения солнечной батареи к аккумулятору. Схема приведена на рисунке ниже.

Первое, что необходимо учесть – это подключение аккумулятора через диод (на схеме VD1). Такой способ поможет решить сразу 2 проблемы.

При плохом освещении напряжение солнечной батареи может стать ниже, чем напряжение на аккумуляторе. Без диода это приведет к разряду аккумулятора через внутреннее сопротивление солнечной панели вместо заряда.

Применение диода исключает необходимость отключения солнечной батареи от аккумулятора в темное время суток.

Помимо диода рекомендуется последовательное подключение миллиамперметра к солнечной батарее. Он позволяет определить ток какой величины потребляет аккумулятор солнечной энергии. Так вы сможете без проблем узнать, работает солнечная панель или нет. Если же Вы планируете использовать аккумулятор во время его зарядки или подзарядки, позаботьтесь о подключении в схему буферного конденсатора (на схеме С1.

Статью подготовила Абдуллина Регина.

Небольшое видео о параллельном и последовательном подключении батарей.

Валерий 5.01.2016 12:10.

Ответьте на вопрос! У меня две солнечных панели, и два аккумулятора каждый по 120 А. сейчас панели засыпаны снегом и заряда не хватает.Есть в этой цепи контроллер который регулирует заряд на аккумуляторы. Так вот: я хочу подключить на прямую зарядное устройство ( 7 А) к аккумулятору на зимний период и не отключать его вообще. Повторюсь. в доме никто не живет. Так будет правильно или я нанесу вред аккумуляторам.

Николай Ясаков 27.09.2015 21:47.

Надо ли объяснять, что электрические аккумуляторы даже с учетом их возможного усовершенствования в обозримом будущем не способны обеспечить бесперебойное электроснабжение на современном уровне потребления хотя бы для бытовых нужд. А уж об их использовании в отопительных и прочих энергоёмких целях и говорить нечего. Есть ли альтернатива? Да! Это теплоаккумуляторы. Они могут быть любой энергоёмкости вплоть до сезонного обеспечения крупных объектов. Они просты для самостоятельного сооружения в любом подходящем варианте, практически не требуют никаких хлопот и эксплуатационных затрат. Что касается возможности электроснабжения с использованием их теплового резерва, обеспечиваемого возобновляемыми источниками, то уже разработаны тепломеханические преобразователи (как приводы к электрогенераторам) и при этом с утилизацией их тепловых сбросов в системах обогрева жилых и подсобных объектов, теплиц, бассейнов и т.д. Как видим: безотходная технология в энергетике, с максимальным к.п.д.! В ближайших публикациях может появиться самая свежая информация о вариантах комплексного энергоснабжения объектов от ВИЭ с использованием теплоаккумулятора.

vkadm 30.08.2015 20:40.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Ремонт и строительство
Добавить комментарий