Batterijen voor zonnepanelen: overzicht van soorten geschikte batterijen en hun kenmerken

Alternatieve energiesystemen worden steeds vaker gebruikt om woongebouwen van elektriciteit te voorzien.Omdat de methoden voor de opwekking en het verbruik van elektriciteit verschillen, is het noodzakelijk om de accumulatie ervan voor de daaropvolgende productie te garanderen. Bent u het eens?

Om energie te kunnen gebruiken gedurende de door de eigenaar gewenste periode, zijn batterijen voor zonnepanelen in de regeling opgenomen. We zullen u vertellen hoe u op de juiste manier apparaten selecteert die zijn ontworpen om te werken in laad- en ontlaadcycli. Onze aanbevelingen helpen u bij het kiezen van het optimale model.

Batterijen in een huishoudelijk zonne-energiesysteem

Als u de methoden en nuances van het gebruik van batterijen begrijpt bij het voorzien van een faciliteit van elektriciteit uit zonnepanelen, kunt u de juiste apparaten kiezen en een maximale systeemefficiëntie garanderen.

Om een ​​weloverwogen aankoop te doen, moet u de methoden voor het maken van een batterijarray (blok) en de regels voor het berekenen van de belangrijkste kenmerken grondig begrijpen.

Methode voor het combineren van apparaten in één array

Residentiële en industriële toepassingen verbruiken elektrische belastingen die de capaciteit van een enkele batterij overschrijden. Als het zonne-energiesysteem is ontworpen voor een groot aantal elektrische apparaten, is het noodzakelijk om een ​​reeks oplaadbare batterijen te creëren naar het voorbeeld van een dergelijke combinatie zonnepanelen.

Het aansluiten van batterijen op een enkele elektrische opslagarray kan op parallelle, seriële of gemengde manieren gebeuren. De keuze is afhankelijk van het benodigde uitgangsvermogen en de spanning.

Afhankelijk van de manier waarop de batterijen met elkaar zijn verbonden, kunt u verschillende uitgangsspanningswaarden bereiken, maar u moet geen erg complexe circuits maken om de vorming van gelijkmakende stroom tussen apparaten in de array te voorkomen

Batterijen worden in een huis of ander gebouw geplaatst om ervoor te zorgen dat de omgevingstemperatuur tussen de 10 en 25 graden Celsius boven nul ligt en om te voorkomen dat er water in terechtkomt. Dit verlengt de levensduur van apparaten aanzienlijk en vermindert energieverliezen.

Moderne technologieën voor de productie van oplaadbare batterijen bedoeld voor plaatsing in woongebouwen zorgen voor verhoogde milieuveiligheidsmaatregelen. Daarom is het niet nodig om speciale maatregelen te nemen voor intensieve ventilatie van de kamer. Ze mogen echter niet in woonkamers worden geplaatst.

Omdat batterijen een aanzienlijk gewicht hebben (een apparaat van 12 volt en 200 Ah weegt ongeveer 70 kg), moeten ze op de grond of op sterke en stevig bevestigde rekken worden geplaatst.

Het is noodzakelijk om de mogelijkheid te voorkomen dat batterijen van een hoogte vallen, omdat ze in dit geval zullen falen, en systemen met vloeibare elektrolyt zijn ook gevaarlijk voor de menselijke gezondheid als ze drukloos worden.

Naarmate de lengte van de voedingskabel toeneemt, neemt de elektrische weerstand toe, wat leidt tot een afname van de systeemefficiëntie. Daarom is het gebruikelijk om batterijen dicht bij elkaar te plaatsen om de totale lengte van de draden te minimaliseren.

Het accurek moet veel gewicht kunnen dragen. Een blok van acht batterijen van 200 ampère weegt dus meer dan een halve ton

Kenmerken van de werking van het systeem

Bij parallelle en gecombineerde serie-parallelle aansluiting van batterijen in een enkele array kunnen apparaten uit balans raken wat betreft het laadniveau. Dit leidt ertoe dat het apparaat niet in de volledige cyclus zal functioneren, wat betekent dat de hulpbron sneller zal worden uitgeput.

Het systeem voor het opwekken van elektriciteit uit de zon is altijd uitgerust controleur, die de batterijlading regelt. In het geval dat er een reeks batterijen wordt gemaakt, is het bovendien noodzakelijk om ladingsvereffeningsjumpers te installeren.

Om problemen met het ongelijkmatig opladen en ontladen van batterijen gecombineerd in één array te voorkomen, is het noodzakelijk apparaten van hetzelfde model te gebruiken, of, nog beter, uit dezelfde batch. Deze regel is niet alleen relevant voor zonne-energiesystemen.

Nu kunnen vrijwel alle woningen worden voorzien van apparaten die werken op een 12 of 24 Volt netwerk, waaronder koelkasten, televisies, etc. Het heeft echter geen zin om met een dergelijke spanning door het hele huis te bedraden, omdat het huidige vermogen erg hoog zal zijn.

Dit betekent dat bij de implementatie van een dergelijk idee een dure kabel met een grote aderdoorsnede nodig is en dat de verliezen door elektrische weerstand hoog zullen zijn.

Voor vrijwel alle huishoudelijke apparaten zijn er modellen die werken op een 12 volt gelijkstroomnetwerk. Als de elektrische kabel niet te lang is, kan een laagspanningssysteem worden gebruikt

Daarom plaatsen ze in de directe omgeving van batterijen omvormer – een apparaat voor het omzetten van elektrische spanning.

Bovendien kan de werkelijke uitgangsspanning van het accupakket enigszins afwijken van de aangegeven spanning. Volledig opgeladen exemplaren zijn dus populair voor gebruik in regeling met zonnepanelen gelbatterijen produceren een spanning van 13-13,5 Volt, waardoor de omvormer als stabilisator fungeert.

Berekening van de benodigde batterijcapaciteit

De capaciteit van de batterijen wordt berekend op basis van de verwachte periode van autonome werking zonder opladen en het totale stroomverbruik van elektrische apparaten.

Het gemiddelde vermogen van een elektrisch apparaat over een tijdsinterval kan als volgt worden berekend:

P = P₁ *(T₁ /T₂),

Waar:

• P₁ – nominaal vermogen van het apparaat;
• T₁ – bedrijfstijd van het apparaat;
• T₂ – totale geschatte tijd.

Bijna op het hele grondgebied van Rusland zijn er lange perioden waarin zonnepanelen werkt niet vanwege slecht weer.

Het is niet kosteneffectief om grote groepen batterijen te installeren en deze slechts een paar keer per jaar volledig op te laden. Daarom moet de keuze van het tijdsinterval gedurende welke de apparaten alleen bij ontlading werken, worden benaderd op basis van de gemiddelde statistische waarde.

De hoeveelheid energie die door zonnepanelen wordt opgewekt, is afhankelijk van de dichtheid van de wolken. Als bewolkt weer in de regio niet ongebruikelijk is, moet bij het berekenen van het volume van het accupakket rekening worden gehouden met het gebrek aan binnenkomende stroom

Als u van plan bent de verzamelde energie overdag te gebruiken, bijvoorbeeld in verwarming op zonne-energieDan kun je beter rekening houden met een iets groter interval, bijvoorbeeld 30 uur.

Bij een langere periode waarin het gebruik van zonnepanelen niet mogelijk is, is het noodzakelijk een ander systeem voor het opwekken van elektriciteit te gebruiken, bijvoorbeeld op basis van een diesel- of gasgenerator.

Een 100% opgeladen batterij kan stroom produceren voordat deze volledig is ontladen, wat kan worden berekend met behulp van de formule:

P = U x ik

Waar:

• U – spanning;
• I – huidige kracht.

Eén accu met een spanning van 12 volt en een stroomsterkte van 200 ampère kan dus 2400 watt (2,4 kW) genereren. Om het totale vermogen van meerdere batterijen te berekenen, moet u de voor elk ervan verkregen waarden bij elkaar optellen.

Er zijn batterijen met een hoog vermogen te koop, maar deze zijn duur. Soms is het veel goedkoper om meerdere gewone apparaten aan te schaffen, compleet met aansluitkabels

Het verkregen resultaat moet worden vermenigvuldigd met verschillende reducerende factoren:

• Omvormer-efficiëntie. Met een goede afstemming van spanning en vermogen aan de ingang van de omvormer wordt een maximale waarde van 0,92 tot 0,96 bereikt.
• Efficiëntie van stroomkabels. Het minimaliseren van de lengte van de draden die de batterijen verbinden en de afstand tot de omvormer is noodzakelijk om de elektrische weerstand te verminderen. In de praktijk ligt de waarde van de indicator tussen 0,98 en 0,99.
• Minimaal toegestane ontlading van de batterij. Voor elke batterij geldt een lagere oplaadlimiet, waarna de levensduur van het apparaat aanzienlijk wordt verkort. Normaal gesproken stellen controllers de minimale laadwaarde in op 15%, dus de coëfficiënt is ongeveer 0,85.
• Maximaal toelaatbaar capaciteitsverlies vóór het vervangen van de batterijen. Na verloop van tijd verouderen apparaten en neemt hun interne weerstand toe, wat leidt tot een onomkeerbare afname van hun capaciteit. Het is niet rendabel om apparaten te gebruiken waarvan de restcapaciteit minder dan 70% is, dus de waarde van de indicator moet als 0,7 worden genomen.

In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, mag de batterij-efficiëntie – de verhouding tussen ontvangen en geleverde elektriciteit – niet in de berekening worden meegenomen. De in de technische documentatie aangegeven batterijcapaciteit houdt rekening met het mogelijke retourvolume.

Als gevolg hiervan zal de waarde van de integraalcoëfficiënt bij het berekenen van de vereiste capaciteit voor nieuwe batterijen ongeveer 0,8 zijn, en voor oude, voordat ze worden afgeschreven, 0,55.

Om een ​​huis tijdens een laad-ontlaadcyclus van 1 dag van elektriciteit te voorzien, zijn 12 accu’s nodig. Wanneer één blok van 6 apparaten bezig is met ontladen, zal het tweede blok opladen

Maximaal toegestane stromen

Voor elke accu specificeert de technische documentatie de maximaal toegestane laadstroom. Het overschrijden van deze waarde leidt tot oververhitting van het apparaat, een scherpe en onomkeerbare afname van de prestaties.

Daarom bij het kiezen van batterijen voor montage van het batterijsysteem je moet ervoor zorgen dat ze de elektriciteit kunnen verwerken die door de zonnepanelen wordt opgewekt.

Een andere belangrijke indicator is de toegestane ontlaadstroom:

• Standaard ontlaadstroom, op welke waarde (of een kleinere waarde) de batterij moet werken. De werking van alle elektrische apparatuur die op het systeem is aangesloten, moet door deze indicator worden gegarandeerd.
• De maximale ontlaadstroom die het apparaat bij piekbelasting korte tijd kan leveren. Dergelijke belastingen kunnen optreden wanneer bepaalde apparatuur wordt ingeschakeld, bijvoorbeeld apparaten met koelkast- of airconditioningcompressoren.

Het langdurig overschrijden van de eerste indicator of het kortstondig overschrijden van de tweede indicator leidt tot voortijdige slijtage van de batterij. Naarmate apparaten ouder worden, dalen deze cijfers met 20-30%, waarmee ook rekening moet worden gehouden.

Apparaatfuncties en belangrijkste parameters

Autoaccu's zijn niet ontworpen om veel laad- en ontlaadcycli aan te kunnen. Voor alternatieve en reserve-energie worden apparaten van een ander type gebruikt. Omdat hun kosten hoog zijn, is het noodzakelijk om alle parameters zorgvuldig te bestuderen voordat u ze koopt.

De werkingsmodi van een batterij in een auto en in een alternatief energiesysteem zijn zo verschillend dat het doel ervan zelfs op het apparaat zelf wordt aangegeven

Typen die worden gebruikt voor alternatieve energie

Bijna alle batterijen die in alternatieve energie worden gebruikt en in gebouwen worden geïnstalleerd, zijn van het onderhoudsvrije type. De gebruiker kan er geen fysieke handelingen mee uitvoeren die hun structuur beïnvloeden.

Dit wordt gedaan om het risico van fysieke of chemische blootstelling van batterijen aan mensen, de lucht en hun omgeving te minimaliseren. Daarom is er geen behoefte aan een gedetailleerd onderzoek naar de structuur en fysische en chemische nuances van de werking van verschillende soorten batterijen. Er moet meer aandacht worden besteed aan de verschillen in de technische basiskenmerken van de apparaten.

OPzS-batterijen zijn ontworpen als eenvoudige loodzuurapparaten. De verandering in de vorm van de positieve plaat maakt een aanzienlijk groter aantal laad- en ontlaadcycli mogelijk dan auto-equivalenten.

Het nadeel is de aanwezigheid van vloeibare elektrolyt, wat gevaarlijk kan zijn als de druk daalt. Gemiddelde prijsniche.

Alkalinebatterijen (nikkel) worden zelden gebruikt vanwege hun ongevoeligheid voor lage stromen tijdens het opladen en de noodzaak om een ​​volledige cyclus te doorlopen van opgeladen naar ontladen toestand. Anders neemt de batterijcapaciteit af.

Bovendien hebben deze apparaten een groter gewicht en grotere afmetingen in vergelijking met concurrenten met dezelfde capaciteit. Gevaarlijk indien drukloos. Lage prijsniche.

Het drukloos worden van de accu is mogelijk als gevolg van een intern defect, overmatige laadstroom, vallen van een hoogte of gebruik onder ongeschikte omstandigheden. De grootste problemen zullen in dit geval worden veroorzaakt door apparaten die vloeistoffen bevatten die gevaarlijk zijn vanwege verdamping.

Bij AGM-accu's is de elektrolyt gebonden in een glasvezelstructuur. Ze kunnen met lage stromen worden opgeladen.Ze zijn praktisch veilig en bezetten een gemiddelde prijsniche onder concurrenten.

Bij GE (gel)-batterijen wordt siliciumoxide aan de elektrolyt toegevoegd, waardoor een gelachtige toestand ontstaat. De apparaten hebben een hoge mate van veiligheid en goede prestaties. Niche met hoge prijs.

Batterijen voor alternatieve energie worden niet verkocht in autowinkels. Je kunt ze kopen bij bedrijven die zonnepanelen, windenergiecentrales verkopen of via internet.

Op lithium gebaseerde batterijen (bijvoorbeeld lithium-ijzerfosfaat-modellen) presteren zeer goed, zijn compact, hebben aanzienlijk minder gewicht en zijn praktisch veilig. Hun kosten zijn echter aanzienlijk hoger dan die van concurrerende soorten apparaten, zelfs gel-apparaten.

Vanuit het oogpunt van de verhouding tussen prijs en technische kenmerken zijn gel- en lithiumbatterijen het meest aantrekkelijk. Maar de eenmalige initiële investering daarin is vrij groot, dus andere soorten apparaten zijn ook wijdverspreid op de batterijmarkt voor alternatieve energie.

Er is actieve vraag naar de volgende merken batterijen op de binnenlandse markt:

De gepresenteerde batterijen worden gekenmerkt door uitstekende prestatiekenmerken en een betaalbare prijs.

Een batterijmodel selecteren

De belangrijkste parameters van zonne-energiebatterijen waar u op moet letten bij de aankoop zijn de volgende:

• spanning en capaciteit die het batterijvermogen bepalen;
• diepte van veilige maximale ontlading, waarbij de batterij kan werken binnen de door de fabrikant aangegeven tijdslimieten;
• gegarandeerd aantal laad- en ontlaadcycli onder alle technische omstandigheden;
• zelfontladingswaarde, die de intensiteit van het elektriciteitsverlies in een opgeladen batterij tijdens inactiviteit karakteriseert;
• maximale laadstroom, die de hoeveelheid elektriciteit per tijdseenheid bepaalt die de batterij kan accepteren zonder de verdere werking in gevaar te brengen;
• standaard ontlaadstroom, die de hoeveelheid elektriciteit per tijdseenheid bepaalt die de batterij gedurende lange tijd kan leveren zonder de verdere werking in gevaar te brengen;
• maximale ontlaadstroom, die de hoeveelheid elektriciteit per tijdseenheid bepaalt die de batterij gedurende een korte tijd kan leveren zonder de verdere werking in gevaar te brengen;
• optimale temperatuur voor werking van het apparaat;
• grootte en gewicht van de batterij, waarvan kennis nodig is om de locatie en installatiemethode te selecteren.

Al deze parameters worden beschreven in technische documentatie, die elektronisch op de website van alle grote fabrikanten wordt geplaatst.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Overzicht van de nuances van de werking van verschillende soorten batterijen voor zonnesystemen:

Vergelijkingen van verschillende soorten startaccu's. Voor- en nadelen voor alternatieve energie:

Ervaring met het gebruik van lithiumbatterijen (LiFePo4). Een echt blok auto-apparaten, de nuances van de werking ervan:

De juiste keuze van batterijen op basis van hun parameters zorgt voor een betrouwbare werking van het alternatieve energiesysteem.Het is niet nodig om buitensporig te besparen op een elektriciteitsopslageenheid; de initiële opstartinvestering wordt terugverdiend door de ononderbroken werking van het systeem gedurende meerdere jaren.

Laat opmerkingen achter in het onderstaande blok, stel vragen en plaats foto's over het onderwerp van het artikel. Vertel ons hoe u batterijen voor de mini-energiecentrale van uw land uit zonnepanelen heeft gekozen. Deel informatie die nuttig is voor sitebezoekers.