Акумулятори для сонячних станцій

Надійність і ефективність роботи сонячних станцій в чому визначається правильністю вибору акумуляторних батарей. Акумуляторні батареї, які використовуються в сонячних енергосистемах, порівняно глибоко розряджаються кожен вечір і заряджаються в світлий час доби. Тому, використання найбільш поширених типів акумуляторних батарей для фотоелектричних систем пов'язане з певними труднощами. Для збереження сонячної енергії застосовуються свинцево - кислотні акумуляторні батареї:

• стартери (автомобільні)
• AGM (герметичні)
• гелеві (герметичні)
• OPzS (заливні) і OPzV (гелеві)
• LiFePo4 -  літій-залізо-фосфатні акумулятори

В залежності від конструктивних особливостей свинцево ― кислотні акумулятори поділяються на допустимі і не обслуговуються.

Різні типи акумуляторів мають різні характеристики: кількість циклів перезарядки, терміни зберігання, ємність, діапазон робочих температур, можливості швидкої зарядки і, нарешті, вартість.

Автомобільні стартерні батареї в сонячних енергосистемах можливо застосовувати лише за умови постійного контролю, оскільки необхідно стежити за рівнем і щільністю електроліту, періодично проводити вирівнюючий заряд АБ і т. д. Наявність добре провітрюваному окремого приміщення також є необхідним.

AGM (герметичні) акумуляторні батареї глибокого циклу, розраховані на велику кількість циклів заряду-розряду, як не можна краще підпадають під ці вимоги. Використовують для зв'язування електроліту спеціальне скловолокно, відрізняються зниженим газовиділенням і практично не потребують обслуговування.

Гелеві акумуляторні батареї, володіючи всіма достоїнствами AGM акумуляторів: герметичністю, відсутністю необхідності в обслуговуванні, низьким газовиділенням в процесі роботи, тривалим ресурсом,- мають переваги, які вигідно відрізняють їх від AGM і стартерних свинцево-кислотних батарей. Основна ж їх гідність – це, те що вони краще витримують циклічні режими заряду-розряду, що робить їх застосування в системах автономного електропостачання більш доцільним порівняно з іншими видами батарей. Вартість їх, відповідно, вище, ніж AGM і стартерних акумуляторних батарей.

OPzS типу - це стаціонарні батареї з модифікованими електродами панцирного типу і рідким електролітом відносяться до малообслуговуваних батареям представляють з себе моноблоки з напругою 2В, 6В і 12В і варіаціями ємності від 50 до 3300Ач. Ці акумулятори вимагають доливання електроліту і розміщуються у спеціально відведених, добре провітрюваних нежитлових приміщеннях. Термін служби акумуляторних батарей OPzS — 20 і більше років.

LiFePo4 -  літій-залізо-фосфатні акумулятори в ролі накопичувача енергії для сонячних електростанцій. Вони мають масу переваг з технічної точки зору, але відносно дорогі.

Звертаю увагу на кальцієві батареї. При всіх її плюсах кальцієві АКБ можуть спокійно переносити перезаряд, а не глибокі розряди.  Розряджати Са/Са нижче межі ніж 70% заряду не рекомендується. Кальцієві батареї, пережили хоча б 1 повний розряд (нижче 10,8), втрачають до 50% своєї ємності. Після другого такого розряду їх можна викидати. Та й для того, щоб їх заряджати правильно, необхідно виставляти на контролері напруга заряду 15,0 Вольт. В сонячних системах застосування АКБ такого типу не прийнятно, так як інвертори не будуть працювати при такій напрузі (йтимуть на захист). Як виняток, можна виставити заряд до 14,8 Вольт і не допускати розряд менше ніж 12,0 Вольт під навантаженням.

Щоб фотоелектрична система функціонувала з максимальною ефективністю, важливо правильно підібрати не тільки тип акумулятора, але і його ємність. Ємність – це кількість енергії, яке може бути збережене в батареї. Вимірюється в ампер-годинах. Для наочності, одна акумуляторна батарея ємністю 100 Ач може живити навантаження струмом в 1 ампер протягом 100 годин або струмом 4 ампера протягом 25 годин. Для фотоелектричної системи, що споживає, приміром, 2000 вт / год на добу, ємність (при мінімальному терміні зберігання енергії 4 дні) розраховується наступним чином: у першу чергу визначається денне споживання, яке в нашому випадку складе 2000 Втч. : 12 = 166,7 Ач. Чотири дні зберігання складають: 4 дні * 166,7 Ач = 666,8 Ач. Оскільки не можна допускати повної розрядки акумулятора, то в разі застосування свинцево-кислотних батарей необхідно передбачити 20 % запасний ємності, тобто до отриманого значення ємності за 4 дні додається ще 20 %. Отже, розрахункова ємність нашого свинцевого акумулятора складе 800 Ач.

Тривалий термін служби звичайних свинцево-кислотних батарей для систем автономного електропостачання забезпечується розрядкою за кожен цикл не більше 20 % ємності АКБ, а для батарей «глибокого розряду» ― не більше 40 % ємності.

Більш докладно можна прочитати тут