Bateria do ogniwa słonecznego: przegląd, typy, charakterystyki

Wykorzystanie energii słonecznej jest alternatywą dla niezastąpionych źródeł energii. Nowoczesne technologie umożliwiają wykorzystanie paneli słonecznych do oświetlenia ulic, ogrzewania i oświetlania małych domów. Dzisiaj nie jest niczym niezwykłym w przypadku paneli słonecznych, które pozwalają na dostarczanie energii elektrycznej latem.

Panele słoneczne

Urządzenie, które jest dużą liczbą przetworników fotoelektrycznych podłączonych do jednego systemu, a bateria słoneczna.

Dla baterii słonecznej ważne jest, aby mieć bezpośrednie działanie promieni słonecznych, których energia przekształca się w prąd elektryczny.

Baterie są instalowane w tych miejscach, w których słoneczny dzień stanowi większość roku. Szerokość geograficzna wpływa jednak na wydajność baterii słonecznych . Po tym wszystkim dalej od bieguna, silniejsze promienie słoneczne. Ale nawet w strefie środkowej Rosji w zimie panele słoneczne zmniejszają zużycie energii elektrycznej ze wspólnych sieci, aw lecie staje się nawet możliwe, aby sprzedawać nadwyżkę.

Baterie słoneczne są monokrystaliczne, polikrystaliczne i cienkie.

Kierowane w różnych kierunkach kryształy w bateriach polikrystalicznych pozwalają zmniejszyć zależność od bezpośrednich belek słonecznych. Takie baterie są obecnie najczęściej używane, służą do oświetlania budynków użyteczności publicznej i prywatnych domów. Często oświetlenie uliczne na ogniwie słonecznym jest typu polikrystalicznego.

Panele słoneczne do domów letniskowych

Niedawno głównym argumentem przeciwko instalacji paneli słonecznych w kraju był ich koszt. Dzisiaj produkcja zaczyna produkować krajowy przemysł, jego ceny są niższe, wybór jest szerszy, a obsługa serwisowa jest bardziej przystępna.

Nowoczesne technologie są w stanie radzić sobie z oświetleniem terenu i zapewnić działanie urządzeń gospodarstwa domowego. To prawda, to wymaga baterii baterii słonecznej, a także kontrolera ładowania i falownika, który konwertuje DC na AC.

Dzisiaj można kupić kompletny zestaw słonecznych mini-elektrowni na letnią rezydencję lub mały dom z autonomią pracy w ciągu 24 godzin. Moc takiej elektrowni wynosi 235 W przy akumulatorze 2,4 kWh.

Akumulatory do baterii słonecznych

Akumulatory są ważną częścią nowoczesnego wyposażenia systemu solarnego.

W słoneczne dni panele słoneczne generują znacznie większą elektryczność niż urządzenia elektryczne, a nocą, gdy oświetlenie jest szczególnie ważne, nie działają wcale. W związku z tym konieczne jest przechowywanie i magazynowanie energii elektrycznej w celu jej późniejszego wykorzystania.

Akumulator do baterii słonecznej i przeznaczony jest do jednolitego i nieprzerwanego zasilania.

Także akumulatory (AKB) pokrywa szczytowe obciążenia, zbyt duże dla fotomodulatów, wykorzystują zapamiętywaną energię w ciemności, kompensują różnicę w wytwarzanej i zużywanej energii w mętnej pogodzie.

Sposoby podłączenia akumulatora

Najczęściej jedna bateria nie wystarcza na pełnoprawną elektrownię słoneczną i musisz używać kilku baterii tego samego typu. Eksperci uważają, że powinni pochodzić z tej samej partii.

Trzy sposoby podłączania (przełączania) baterii służą do zwiększenia ogólnej pojemności systemu.

Przy połączeniu równoległym wszystkie baterie są ułożone, a całkowite napięcie jest równe napięciu w jednym urządzeniu.

Połączenie szeregowe, przeciwnie, pozwala na sumowanie wszystkich napięć, a pojemność baterii pozostaje równa pojemności jednej baterii w obwodzie.

Najbardziej wydajne jest połączone połączenie szeregowo-równoległe, w którym sumują się napięcia i pojemności.

To prawda, w związku z tym baterie są poddawane niewyważeniu, tzn. Całkowite napięcie będzie stałe, ale dla każdego akumulatora jego odczyty zmienią się. Zjawisko to prowadzi do faktu, że niektóre akumulatory nie są ładowane, a niektóre ładowane są powyżej normy, a materiał jest produkowany przedwcześnie.

Dlatego każdy system solarny musi zawierać kontroler ładowania baterii słonecznych i zworki, które łączą punkty pośrednie w celu wyrównywania napięcia w akumulatorze.

Cechy akumulatorów do systemów solarnych

Akumulator do baterii słonecznej musi spełniać wiele wymagań. Musi wytrzymać dużą liczbę cykli ładowania / rozładowywania. Jednocześnie samorozładowanie powinno być minimalne, a wartość prądu ładowania jest duża, zakres temperatury pracy jest szeroki.

Dziś producenci wytwarzają specjalne baterie, tzw. Baterie słoneczne, które w pełni spełniają te wymagania.

Zestaw baterii słonecznych z takimi urządzeniami i kontrolerem ładowania pozwala gromadzić energię i przechowywać ją z maksymalną wydajnością. Falownik sieciowy – konwertuje go do urządzeń gospodarstwa domowego i oświetlenia.

Kryteria wyboru

Wybierz baterię dla paneli słonecznych dla domu potrzebujesz kilku parametrów.

Najważniejsze z nich to zdolność produkcyjna. Wybiera się na podstawie wymaganego zużycia energii, oblicza się szacowaną wartość pojemności, wzrasta o 35-50%, a dla tego jest wybrane jedno lub więcej urządzeń do połączenia równoległego. Akumulator o wystarczającej pojemności może pomieścić do 4 dni.

Czas rozładowania i ładowania. Spośród dwóch urządzeń o takiej samej pojemności znamionowej, korzystne jest, aby w celu ładowania krótszy przedział czasowy.

Wydajność akumulatora ołowiowo-kwasowego zależy od ciężaru ołowiu, więc im większa jest masa akumulatora, tym większa jego pojemność. Wybierając zwróć uwagę na wagę i wymiary urządzenia.

Producenci ustalają zakres temperatur roboczych i częstotliwość konserwacji swoich produktów, a wskaźniki te należy również wziąć pod uwagę.

Załączone dokumenty zawsze wskazują okres użytkowania baterii, liczbę przypadkowych cykli (im wyższy parametr, inne rzeczy są równe, tym lepiej) oraz ilość samorozładowań miesięcznie.

Przy obliczaniu parametrów akumulatora należy uwzględnić straty energii podczas składowania i konwersji. Efektywność nowoczesnych urządzeń do systemów słonecznych wynosi około 85%.

Rodzaje baterii do paneli słonecznych

Przyzwyczajone akumulatory samochodowe nie są przeznaczone do wielu cykli i charakteryzują się znacznym samozasysaniem. W przypadku heliostacji używane są zupełnie inne urządzenia.

1. Akumulatory AGM, w których konstrukcja pomiędzy maty chłonne szkła znajduje się w stanie związanym elektrolitu. Takie urządzenie może pracować w dowolnej pozycji, za niską cenę, a głębokość ładowania około 80% może wytrzymać do 500 cykli i charakteryzuje się wysokim poziomem ładowania.

Okres eksploatacji nie jest tak duŜy – 5 lat, a zakres temperatur roboczych jest ograniczony do 15-25 ° C, ale są szybko naładowane – zajmuje mniej niŜ 8 godzin w celu pełnego odzysku, moŜe być transportowany w stanie naładowanym i pracować w pomieszczeniu z niewystarczającą wentylacją.

Akumulatory AGM szybko ulegają awarii z powodu nadmiernego ładowania, ale niedostateczne ładowanie jest dosyć satysfakcjonujące.

2. Akumulator żelowy do akumulatora słonecznego może również pracować w dowolnej pozycji. Elektrolit żelowy podobny do żelu utrzymuje się w porów żelu krzemionkowego, który służy jako przekładka płyt. Niezaprzeczalną zaletą tego rozwiązania jest to, że elektrody nie ulegają rozpadowi, ponieważ cała wolna przestrzeń jest wypełniona żelem iw związku z tym wykluczona jest możliwość zwarcia. Ponadto mogą one wytrzymać pełne rozładowanie i znaczną liczbę cykli, około półtora razy więcej niż podobne akumulatory AGM. Ale ich cena jest znacznie wyższa.

Mimo że baterie żelowe są bardziej ekonomiczne, nie wymagają konserwacji, mogą być całkowicie rozładowane bez uszkodzeń, kilka dni, straty energii w nich są niewielkie z powodu małego samoładowania.

3. Akumulatory OPzS, tzw. Urządzenia napełniające z ciekłym elektrolitem, które nie wymagają konserwacji, są zaprojektowane specjalnie do rozładowywania za pomocą niskich prądów. One wytrzymują bardzo dużą liczbę głębokich cykli, są z reguły używane w potężnych, kosztownych systemach słonecznych, a same w sobie są dość kosztowne.

Regulator ładowania słonecznego

Urządzenia elektroniczne są przeznaczone do sterowania i regulacji poziomu naładowania akumulatora. Chronią akumulator przed całkowitym rozładowaniem, a także z nadmiernego ładowania.

Kontrolery ładowania są bardzo ważnymi elementami paneli słonecznych. Zapewniają wielostopniowe ładowanie akumulatora, automatyczne wyłączanie, gdy akumulator jest w pełni naładowany i przy minimalnym obciążeniu, łącząc fotomoduły podczas ładowania akumulatora i ponownie podłączając ładunki po zakończeniu ładowania.

Najtańszy i najbardziej prymitywny typ sterowników On / Off odłącza panele słoneczne od akumulatora, gdy napięcie osiągnie wartość graniczną, uniemożliwiając pełne ładowanie baterii i tym samym zmniejszy ich żywotność.

Sterowniki PWM pracujące w technologii PWM (modulacja szerokości impulsu), ekonomiczne i wydajne w obszarach o wysokiej aktywności promieniowania słonecznego. Zatrzymują ładowanie, pozwalając na pełne naładowanie akumulatora. Zainstalowano takie urządzenia w niskonapięciowych, do 2 kW systemach o małej pojemności.

Sterowniki MPRT sterują maksymalnymi szczytami energii. Są one najbardziej skuteczne w systemach słonecznych, ale również znacznie droższe niż inne modele.

Producenci baterii do paneli słonecznych

Na rynku rosyjskim nie ma wielu producentów tego typu produktów.

CSB Battery Co., Ltd. (Tajwan) oferuje akumulatory kwasowo-ołowiowe produkowane z wykorzystaniem technologii AGM o żywotności do 10 lat, o mocy 12 V, od 26 do 100 Ah za cenę od 2,6 do 8 , 2 tys. Rubli.

W przybliżeniu te same baterie są wytwarzane przez firmę Shandong Sacred Sun Power Sources Co., Ltd (Chiny).

Firma HAZE Battery Company Ltd (Wielka Brytania) dostarcza baterie żelowe o żywotności do 12 lat, napięcie robocze 12 V, pojemność od 15 do 230 A * h oraz zakres temperatur od -20 do +50 ° C w cenach od 7 do 28 tysięcy rubli .

SSKGroup (Rosja-Belgia) produkuje niezawodne akumulatory żelowe do akumulatorów słonecznych z ogranicznikiem płomienia z okresem eksploatacji 15 lat, pojemności od 100 do 180 A * h w cenach od 11 do 19 tysięcy rubli.

Producenci paneli słonecznych

Przez długi czas głównymi producentami baterii słonecznych były Japonia, Niemcy, USA i Chiny. Rosyjskie kolektory słoneczne są montowane z materiałów wytwarzanych w tych krajach. Najpopularniejsze krajowe baterie słoneczne w przystępnej cenie są wykonane z polikrystalicznego krzemu wyprodukowanego w Niemczech i Stanach Zjednoczonych.

Dzisiaj rosyjscy producenci nie tylko wytwarzają moduły słoneczne, ale także rozwijają nowe, takie jak Kvant w Moskwie.

Firma Krasnodar "Sunny Wind" produkuje nie tylko moduły, ale także gotowe domowe stacje solarne. Projektuje gotowe systemy energii słonecznej i "SolarInTech" z Zelenogradu.

Na rynku krajowym więcej urządzeń dla systemów słonecznych, w tym gotowych projektów standardowych. Ale z pewnymi umiejętnościami inżynieryjnymi i wytrwałością, możesz niezależnie obliczyć system dla konkretnych warunków pracy i uzyskać niezbędny sprzęt: panele słoneczne, baterie, sterowniki różnych producentów w szerokim zakresie cen. Można więc zaoszczędzić na niektórych elementach, zbierając je niezależnie od improwizowanych materiałów, na przykład sterownika.