Jaké baterie lze použít pro solární panely?

Pro zásobování obytných budov elektřinou se stále častěji používají alternativní energetické systémy. Protože se způsoby výroby a spotřeby elektřiny liší, je nutné zajistit její akumulaci pro následný výstup. souhlasíte?

Aby bylo možné využívat energii po dobu požadovanou majitelem, jsou ve schématu zahrnuty baterie pro solární panely. Řekneme vám, jak správně vybrat zařízení určená k provozu v nabíjecích a vybíjecích cyklech. Naše doporučení vám pomohou vybrat optimální model.

Baterie v domácím solárním energetickém systému

Pochopení metod a nuancí používání baterií při zásobování zařízení elektřinou ze solárních panelů vám umožní provést správný výběr zařízení a zajistit maximální účinnost systému.

Chcete-li provést informovaný nákup, musíte důkladně porozumět metodám vytváření bateriového pole (bloku) a pravidlům pro výpočet hlavních charakteristik.

Metoda spojování zařízení do jednoho pole

Rezidenční a průmyslové aplikace spotřebovávají elektrické zátěže, které přesahují kapacitu jedné baterie. Pokud je solární energetický systém navržen pro velké množství elektrospotřebičů, je nutné vytvořit pole dobíjecích baterií po vzoru podobné kombinace solárních panelů.

Baterie je důležitou součástí autonomní solární elektrárny. Je potřebný pro akumulaci, skladování a dodávání energie přijaté ze slunce do zařízení v požadovaném objemu

Bez ohledu na velikost, cenu a kapacitu musí všechna zařízení používaná v solárních systémech zajistit dodávku energie za oblačného počasí po dobu minimálně 24 hodin

K zajištění elektřiny do venkovských domů, přístavků a změnových domů stačí zakoupit mobilní model malokapacitní baterie. Důležité je, že vydrží velké množství hlubinných nábojů s následnými výboji

V závislosti na nadcházejících provozních podmínkách se baterie vybírá na základě její schopnosti odolávat povětrnostním podmínkám a nízkým teplotám

Zařízení pro sběr a akumulaci energie
Instalace baterie v soukromém domě
Přenosný typ baterie pro mini elektrárny
Hardware odolný vůči povětrnostním vlivům

Připojení baterií k jednomu elektrickému úložnému poli lze provádět paralelně, sériově nebo smíšeně. Volba závisí na požadovaném výstupním výkonu a napětí.

V závislosti na způsobu propojení baterií můžete dosáhnout různých hodnot výstupního napětí, ale neměli byste vytvářet příliš složité obvody, abyste se vyhnuli vytváření vyrovnávacího proudu mezi zařízeními v poli

Baterie se umisťují do domu nebo jiné budovy tak, aby byla zajištěna okolní teplota v rozmezí 10 až 25 stupňů Celsia nad nulou a aby se do nich nedostala voda. To výrazně prodlužuje životnost zařízení a snižuje energetické ztráty.

Moderní technologie výroby dobíjecích baterií určených pro umístění v obytných budovách zajišťují zvýšená opatření k ochraně životního prostředí. Proto není třeba provádět žádná zvláštní opatření pro intenzivní větrání místnosti. Neměly by však být umístěny v obytných místnostech.

Vzhledem k tomu, že baterie mají značnou hmotnost (zařízení 12 V a 200 Ah váží asi 70 kg), musí být umístěny na podlaze nebo na pevných a bezpečně upevněných stojanech.

Je nutné zabránit možnosti pádu baterií z výšky, protože v tomto případě selžou a systémy s kapalným elektrolytem jsou také nebezpečné pro lidské zdraví, pokud dojde k jejich odtlakování.

S rostoucí délkou napájecího kabelu se zvyšuje elektrický odpor, což vede ke snížení účinnosti systému. Proto se praktikuje umístění baterií blízko sebe, aby se minimalizovala celková délka vodičů.

Stojan na baterie musí unést velkou váhu. Takže blok osmi 200ampérových baterií váží více než půl tuny

Vlastnosti fungování systému

Při paralelním a kombinovaném sériově-paralelním zapojení baterií do jednoho pole se zařízení mohou stát nevyváženými z hlediska úrovně nabití. To vede k tomu, že zařízení nebude fungovat v plném cyklu, což znamená, že jeho zdroje budou vyčerpány rychleji.

Systém pro výrobu elektřiny ze slunce je vždy vybaven regulátorem, který řídí nabíjení baterie. V případě vytvoření pole baterií je navíc nutné nainstalovat propojky pro vyrovnání nabití.

Aby se předešlo problémům s nerovnoměrným nabíjením a vybíjením baterií spojených do jednoho pole, je nutné používat zařízení stejného modelu, nebo ještě lépe ze stejné šarže. Toto pravidlo platí nejen pro solární systémy.

Nyní může být téměř každé bydlení vybaveno spotřebiči pracujícími v síti 12 nebo 24 V, včetně ledniček, televizorů atd. Zapojení s takovým napětím v celém domě však nedává smysl, protože současný výkon bude velmi vysoký.

To znamená, že při realizaci takové myšlenky je potřeba drahý kabel s velkým průřezem žil a ztráty z elektrického odporu budou vysoké.

Pro téměř všechny domácí spotřebiče existují modely, které pracují na 12voltové stejnosměrné síti. Pokud elektrický kabel není příliš dlouhý, lze použít nízkonapěťový systém

Proto je v bezprostřední blízkosti baterií instalován střídač – zařízení pro přeměnu elektrického napětí.

Kromě toho se skutečné výstupní napětí z baterie může mírně lišit od uvedeného napětí. Plně nabité gelové baterie, oblíbené pro použití v obvodu se solárními bateriemi, tedy produkují napětí 13-13,5 Voltů, takže střídač funguje jako stabilizátor.

Výpočet požadované kapacity baterie

Kapacita baterií je vypočítána na základě předpokládané doby autonomního provozu bez dobíjení a celkového příkonu elektrických spotřebičů.

Průměrný výkon elektrického spotřebiče za časový interval lze vypočítat takto:

• P₁ – jmenovitý výkon zařízení;
• T₁ – provozní doba zařízení;
• T₂ – celkový odhadovaný čas.

Téměř po celém Rusku jsou dlouhá období, kdy solární panely nebudou fungovat kvůli špatnému počasí.

Není nákladově efektivní instalovat velká pole baterií, abyste je plně nabili jen několikrát za rok. Proto je třeba k volbě časového intervalu, po který budou zařízení pracovat pouze na vybití, přistupovat na základě průměrné statistické hodnoty.

Množství energie generované solárními panely závisí na hustotě mraků. Není-li zatažené počasí v regionu neobvyklé, je třeba při výpočtu objemu baterie vzít v úvahu nedostatek příchozí energie.

Pokud plánujete naakumulovanou energii přes den využít například při solárním ohřevu, pak je lepší počítat s o něco větším intervalem, např. 30 hodin.

V případě dlouhého období, kdy není možné využívat solární panely, je nutné použít jiný systém pro výrobu elektřiny, založený např. na dieselovém nebo plynovém generátoru.

100% nabitá baterie může vyrábět energii před úplným vybitím, což lze vypočítat pomocí vzorce:

P = U x I

• U – napětí;
• I – síla proudu.

Takže jedna baterie s napětím 12 voltů a proudem 200 ampér může generovat 2400 wattů (2,4 kW). Chcete-li vypočítat celkový výkon několika baterií, musíte sečíst hodnoty získané pro každou z nich.

V prodeji jsou baterie s vysokým výkonem, ale jsou drahé. Někdy je mnohem levnější pořídit několik běžných zařízení s propojovacími kabely

Získaný výsledek musí být vynásoben několika redukčními faktory:

• Účinnost invertoru. Při správném přizpůsobení napětí a výkonu na vstupu do měniče bude dosaženo maximální hodnoty 0,92 až 0,96.
• Účinnost napájecích kabelů. Pro snížení elektrického odporu je nutné minimalizovat délku vodičů propojujících baterie a vzdálenost k měniči. V praxi je hodnota ukazatele od 0,98 do 0,99.
• Minimální přípustné vybití baterie. Pro jakoukoli baterii platí spodní hranice nabíjení, po jejímž překročení se životnost zařízení výrazně snižuje. Typicky regulátory nastavují minimální hodnotu nabití na 15 %, takže koeficient je asi 0,85.
• Maximální povolená ztráta kapacity před výměnou baterií. Postupem času zařízení stárnou a zvyšuje se jejich vnitřní odpor, což vede k nevratnému snížení jejich kapacity. Je nerentabilní používat zařízení, jejichž zbytková kapacita je menší než 70 %, proto je třeba brát hodnotu ukazatele jako 0,7.

Na rozdíl od všeobecného mínění by se do výpočtu neměla započítávat účinnost baterie – poměr přijaté a dodané elektřiny. Kapacita baterie uvedená v technické dokumentaci zohledňuje možný návratový objem.

Díky tomu bude hodnota integrálního koeficientu při výpočtu potřebné kapacity u nových baterií přibližně 0,8 a u starých před odepsáním 0,55.

Pro zásobování domácnosti elektřinou během cyklu nabíjení-vybíjení v délce 1 dne bude zapotřebí 12 baterií. Když jeden blok 6 zařízení pracuje na vybití, druhý blok se bude nabíjet

Maximální přípustné proudy

Pro každou baterii je v technické dokumentaci uveden maximální přípustný nabíjecí proud. Překročení této hodnoty vede k přehřátí zařízení, prudkému a nevratnému poklesu jeho výkonu.

Při výběru baterií pro montáž bateriových systémů se proto musíte ujistit, že dokážou podporovat spotřebu elektřiny vyrobené solárními panely.

Dalším důležitým ukazatelem je přípustný vybíjecí proud:

• Standardní vybíjecí proud, na jehož hodnotu (nebo menší hodnotu) je baterie určena. Tímto indikátorem musí být zajištěn provoz všech elektrických zařízení připojených k systému.
• Maximální vybíjecí proud, který může zařízení poskytnout krátkodobě při špičkovém zatížení. K takovému zatížení může dojít, když jsou zapnuta některá zařízení, například ta, která obsahují kompresory chladničky nebo klimatizace.

Dlouhé překročení prvního indikátoru nebo krátkodobé překročení druhého vede k předčasnému opotřebení baterie. Jak zařízení stárnou, tato čísla klesají o 20–30 %, což je také třeba vzít v úvahu.

Vlastnosti zařízení a hlavní parametry

Autobaterie nejsou navrženy tak, aby zvládly mnoho cyklů nabíjení a vybíjení. Pro alternativní a rezervní energii se používají zařízení jiného typu. Vzhledem k tomu, že jejich cena je vysoká, je nutné před nákupem pečlivě prostudovat všechny parametry.

Provozní režimy baterie v autě a v alternativním energetickém systému jsou tak odlišné, že její účel je uveden i na samotném zařízení

Typy používané pro alternativní zdroje energie

Téměř všechny baterie používané v alternativních zdrojích energie a instalované v budovách jsou bezúdržbového typu. Uživatel s nimi není schopen provádět fyzické operace, které ovlivňují jejich strukturu.

To se provádí za účelem minimalizace rizika fyzického nebo chemického vystavení baterií lidem, ovzduší a jejich okolí. Proto není potřeba podrobné studium struktury a fyzikálních a chemických nuancí provozu různých typů baterií. Větší pozornost by měla být věnována rozdílům v základních technických vlastnostech zařízení.

Baterie OPzS jsou navrženy jako jednoduchá olověná zařízení. Změna tvaru kladné desky umožňuje výrazně vyšší počet nabíjecích a vybíjecích cyklů než automobilové ekvivalenty.

Nevýhodou je přítomnost kapalného elektrolytu, který může být při odtlakování nebezpečný. Průměrná cena výklenek.

Alkalické (niklové) baterie se používají jen zřídka kvůli jejich necitlivosti na nízké proudy při nabíjení a nutnosti projít celým cyklem z nabitého do vybitého stavu. V opačném případě se kapacita baterie sníží.

Také tato zařízení mají větší hmotnost a rozměry ve srovnání s konkurenty stejné kapacity. Nebezpečný při sníženém tlaku. Nízká cena.

Odtlakování baterie je možné v důsledku vnitřní závady, nadměrného nabíjecího proudu, pádu z výšky nebo provozu v nevhodných podmínkách. Největší problémy v tomto případě budou dělat zařízení obsahující kapaliny nebezpečné vypařováním.

V bateriích AGM je elektrolyt vázán ve struktuře skelných vláken. Lze je nabíjet nízkými proudy. Jsou prakticky bezpečné a mezi konkurenty zaujímají průměrnou cenovou mezeru.

V GE (gelových) bateriích se do elektrolytu přidává oxid křemičitý, což má za následek gelovitý stav. Zařízení mají vysoký stupeň bezpečnosti a dobrý výkon. Vysoká cena výklenek.

Baterie pro alternativní zdroje energie se v autoprodejnách neprodávají. Můžete je zakoupit u společností prodávajících solární panely, větrné elektrárny nebo přes internet.

Baterie na bázi lithia (například modely s fosforečnanem lithným) mají velmi dobrý výkon, jsou kompaktní, mají výrazně nižší hmotnost a jsou prakticky bezpečné. Jejich cena je však výrazně vyšší než u konkurenčních typů přístrojů, a to i gelových.

Z hlediska poměru ceny a technických vlastností jsou nejatraktivnější gelové a lithiové baterie. Jednorázová počáteční investice do nich je ale poměrně velká, a tak jsou na trhu baterií pro alternativní energii rozšířené i jiné typy zařízení.

Na domácím trhu jsou aktivní poptávky následujících značek baterií:

Baterie SunStonePower jsou oblíbené, odůvodněné jejich dostupnou cenou. Trakční olověná zařízení jsou naplněna absorbovaným elektrolytem. Řada ML je vybavena olověnou mřížkou odolnou proti opotřebení

Baterie Delta GX čínské výroby se vyznačují stabilním provozem, dlouhou životností a odolností proti dlouhodobému vybíjení. Elektrický výkon se zvyšuje díky gelovitému stavu elektrolytu

Olověné baterie MNB MM jsou atraktivní díky zvýšenému utěsnění. Absorpce elektrolytu byla prováděna v separátoru ze skleněných vláken

Ze všech lithiových baterií je nejbezpečnější baterie LT-LYP. Nevyznačuje se samovznícením. Hmotnost je poloviční než u olovnatých modelů, životnost je desítkykrát delší než životnost lithium-iontových a olovnatých modelů

Olověné baterie Sonnenschein jsou vyráběny technologií dryfit. Zahuštěný elektrolyt uvnitř pouzdra podporuje rekombinaci vodíku a kyslíku. Mezi výhody patří vysoký proudový výkon a přítomnost pojistného ventilu

Spolehlivé, bezporuchové baterie po dobu delší než deset let jsou vybaveny výstražnými systémy úrovně nabití. Kondenzát je vypouštěn ventily určenými k jeho vypouštění

Skladovací jednotka Haza gelu čínské výroby obsahuje vysoce čištěnou kyselinu sírovou. Těsnění je perfektní, není tedy potřeba dolévat vodu, je zde regulační ventil

Baterie APS RBC používají olověné baterie od Ventura, CSB, Fiamm, BB Battery. Zařízení je mimořádně kvalitní

Velmi často si zákazníci při žádosti o výběr zařízení nebo při výběru solární elektrárny kladou otázku: Jak vypočítat výkon a počet solárních panelů a baterií a jaký výkon solární elektrárnu zvolit. V tomto článku se pokusíme vypořádat s tímto problémem a pokusím se vysvětlit jednoduchým jazykem, aniž bych zacházel do podrobností, jak to udělat.

Nejprve si musíte zjistit, kolik elektřiny denně spotřebujete., to lze provést tak, že se odeberou průměrné měsíční odečty elektroměrů a vydělí se 30 dny. Dostaneme tedy průměrnou spotřebu za den. Například společenská norma v RO pro dvě osoby je 234 kW, což je asi 8 kWh elektřiny za den. V souladu s tím potřebujeme solární panely k výrobě stejného množství energie za den.

Výpočet počtu solárních panelů a jejich výkonu

Protože solární panely vyrábět elektřinu pouze během denního světla, pak je třeba to vzít v úvahu především, také stojí za to pochopit, že výkon v zatažených dnech a v zimě je velmi snížen a může být 10-30 procent výkonu panelů. Pro jednoduchost a pohodlí provedeme výpočet od dubna do října, dle denní doby je hlavní produkce od 9 do 17 hodin, tzn. 7-8 hodin denně. V létě budou intervaly samozřejmě delší, od východu do západu slunce, ale v těchto hodinách bude výkon výrazně menší než nominální, takže průměrujeme.

Tedy 4 solární panely o výkonu 250W. (pouze 1000W). Za den se vyrobí 8 kWh energie, tzn. za měsíc je to 240 kWh. To je ale ideální výpočet, jak jsme si řekli výše, v zatažených dnech bude výkon menší, takže můžete lépe odebírat 70 % výkonu, 240 * 0,7 = 168 kWh. Jedná se o průměrný výpočet bez ztrát ve střídači a bateriích. Tuto hodnotu lze také použít pro výpočet síťové solární elektrárny, kde se nepoužívají baterie.

Výpočet baterií pro solární elektrárnu

Dále přejdeme k výpočtu kapacity baterie pro solární panely. Jejich počet a kapacita by měla být taková, aby energie, která je v nich uložena, vystačila pro temnou denní dobu, stojí za zvážení, že v noci je spotřeba elektřiny minimální oproti denní aktivitě.

100Ah baterie skladuje přibližně 100A * 12V = 1200W. (100W žárovka bude fungovat z takové baterie 12 hodin). Pokud tedy spotřebujete 2,4 kWh za noc. elektřiny, pak je potřeba nainstalovat 2 baterie 100A.h. (12V), ale zde je třeba mít na paměti, že je nežádoucí vybíjet baterie o 100%, nejlépe však ne více než 70% -50%. Na základě toho dostaneme, že 2 baterie 100A.h. uloží 2400 * 0,7 = 1700 Wh. To platí při vybíjení nízkými proudy, kdy jsou připojeny výkonné spotřebiče, dochází k poklesu napětí a skutečně klesá kapacita.

Pokud chcete vypočítat, jakou kapacitu baterie je potřeba pro solární baterii, níže je srovnávací tabulka (pro 12V systém.):

Výkon měniče a ztráty v něm

Nyní, co se týče střídače, má i svou účinnost, která je cca 75-90%, tzn. všechny získané hodnoty produkce a rezervy energie lze připsat těmto procentům. Ve výsledku je lepší brát dvojnásobnou zásobu kapacity pro baterie.Takže při spotřebě 2400Wh za noc osadit 4 baterie s kapacitou 100Ah. 100A*12V*4 = 4800Wh Výkon střídače ukazuje jmenovitou zátěž, kterou k němu lze připojit., tedy počet a druh domácích spotřebičů.

1. Solární panely 4ks. o 250W. Měsíční výkon 170-240 kWh (36 tisíc rublů)
2. Baterie 100A.h. 4 věci. rezerva až 4800 wattů. (AGM baterie 50 tisíc rublů)
3. Invertor 2,4 kW jmenovitý výkon připojeného zařízení (27 tis.)

Celkem 113 tisíc rublů. pro sadu zařízení.

Výkon spotřebiče, spotřeba el

Nyní, pokud jde o spotřebitele a jejich sílu, zde jsou ty hlavní:

• LED TV – 50-150W.
• Chladnička třídy A – 100-300W. (pouze když běží kompresor)
• notebook – 20-50W
• Úsporná žárovka – 30 W, VEDENÝ 3-9W
• Nástěnný kotel (elektronika + vestavěné čerpadlo) – 70-130W.
• Router – 10-20W.
• Kondicionér 9 – 700-900W.
• E-mailem Konvice – 1500W.
• Mikrovlnná trouba – 500-700W.
• Pračka – 600 – 900W.
• DVR + 4 kamery – 30-50W.

Všechny kapacity jsou uvedeny za hodinu provozu zařízení, je třeba mít na paměti, že většina spotřebičů pracuje krátkodobě, konvice se zahřívá 5 minut, lednička se zapíná každé 2-3 hodiny na hodinu, aby se udržela teplota. Při udržování teploty chladicí kapaliny funguje i čerpadlo kotle. Podle tohoto principu můžete vypočítat i další zařízení.

Video na téma Výpočet solární elektrárny.