Какие аккумуляторы лучше для солнечных батарей

Какой тип аккумулятора выбрать для солнечной батареи

Аккумуляторная батарея является одним из важнейших звеньев в цепи, представляющей устройство гелиосистемы. Именно здесь накапливается энергия, получаемая от солнечных батарей и впоследствии расходуемая на нужды потребителя. От АКБ во многом зависит эффективность работы всей системы, обеспечение ее максимального КПД. Приобретая аккумулятор, необходимо учитывать много параметров и технических характеристик в каждом конкретном случае. Но первый шаг, который надо сделать, чтобы правильно выбрать аккумулятор для солнечных батарей – определиться с типом АКБ, о чем мы и поговорим в данной статье.

• Какие аккумуляторы используются в солнечных батареях
• Типы аккумуляторов
• Свинцово-кислотные аккумуляторы
• Заливной свинцово-кислотный аккумулятор
• Регулируемый свинцово-кислотный аккумулятор с регулируемым клапаном
• AGM герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы
• Gel герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы
• Свинцово-углеродные аккумуляторы
• Трубчатые гелевые аккумуляторы OPzV
• Литий-ионные аккумуляторы
• ******

Какие аккумуляторы используются в солнечных батареях

Выбрать любой аккумулятор для солнечных панелей не получится. Например, не подойдет обычный автомобильный, который традиционно предназначен для кратковременных пиковых нагрузок при старте авто (работа стартера) с последующим восстановлением заряда по мере движения. Допускать разряд такого АКБ ниже 45–50% нежелательно, что в случае с солнечными панелями не подходит. Ведь ночью аккумуляторы, установленные в системах солнечных панелей, начинают терять заряд до значений, недопустимых для обычных стартерных АКБ. Для гелиосистем необходимо использовать аккумуляторы глубокого цикла, то есть такие, которые часто разряжаются до значения не менее 50% или даже 80–90%. Сегодня таких существует несколько основных типов, рассмотрим их особенности.

Типы аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Это давно существующий и самый распространенный тип аккумуляторов, который долгое время считался наиболее предпочтительным для автономных энергосистем из-за относительно низкой стоимости, надежности и срока службы. Существует несколько различных видов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, например, герметичные свинцово-кислотные и заливные свинцово-кислотные.

Заливной свинцово-кислотный аккумулятор

Основным типом в этой серии является заливная свинцово-кислотная батарея, в которой электролит (кислота) находится в жидкой форме. Такие аккумуляторы состоят из элементов, пластины которых должны находиться полностью в жидкости, чтобы они могли нормально функционировать. По этой причине их называют еще «залитыми» или «затопленными». В них необходимо регулярно проверять уровень жидкости, чтобы пластины оставались погруженными в нее. Еще лет 10 назад такие батареи были самыми распространенными АКБ глубокого цикла, и до сих пор они используются в некоторых крупных автономных системах. Один из их минусов – необходимость вентиляции в помещении, где они находятся, так как во время зарядки и разрядки этих батарей образуется побочный продукт в виде летучих газов, которые выходят из батареи для предотвращения повышения давления. Из-за этого также снижается уровень электролита – необходимо постоянное обслуживание, за аккумулятором нужно следить и добавлять воду каждые 1–3 месяца, что тоже относится к недостаткам данного типа аккумуляторов. Кроме того, что АКБ громоздкие и едкие, требуют регулярных проверок, их необходимо хранить строго в вертикальном положении во избежание утечки.

Но с другой стороны, при правильной эксплуатации, регулярном техническом обслуживании и уходе можно поддерживать работу аккумулятора на должном уровне. В итоге такие затопленные АКБ могут работать длительное время (до 20 лет или более), что является плюсом таких батарей. Они также являются наиболее доступной и бюджетной категорией для солнечных батарей. Поэтому для тех, кто не возражает против регулярного технического обслуживания и мониторинга, такие АКБ могут стать правильным выбором.

Те же, кто не хочет тратить много времени и сил на обслуживание гелиосистем, все-таки переходят на использование других моделей.

Регулируемый свинцово-кислотный аккумулятор с регулируемым клапаном

Этот тип свинцово-герметичных аккумуляторов относится к герметичным и необслуживаемым. АКБ этого вида часто обозначают сокращенно VRLA (от англ.Valve Regulated Lead Acid – свинцово-кислотные с регулируемым клапаном) или же SLA (от англ. Sealed Lead Acid – герметичные свинцово-кислотные). Герметичность в данном случае означает, что из аккумулятора данного вида электролит не будет вытекать даже при сильной тряске или падении на бок. Кроме того, горючие пары, которые выделяются при работе аккумулятора, не выходят наружу, а «заперты», и аварийный клапан может открыться только при сильных нарушениях условий эксплуатации. Под понятием «необслуживаемые» подразумевается, что в аккумуляторах этого вида не нужно следить за уровнем электролита и доливать жидкость. Герметичные VRLA или свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном работают так же, как и залитые батареи, но герметично закрыты в герметичном корпусе с электролитом в нежидкой форме. В аккумуляторах VRLA используется система рекомбинации газов, которая объединяет газы, образующиеся в процессе зарядки/разрядки, и направляет их обратно в аккумулятор. Это предотвращает почти все потери (около 99%) электролита из-за выделения газа. Таким образом, эти батареи не нуждаются в техническом обслуживании, а вероятность разлива кислоты отсутствует. Значит, они намного безопаснее, проще в обращении и транспортировке, чем затопленные батареи.

У этой разновидности АКБ существует два подвида: аккумуляторы AGM (Absorbtion Glass Matt) и Gel (Gelled Electrolite).

AGM герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы

Данная технология начала набирать популярность с начала 1980-х благодаря герметичной свинцово-кислотной АКБ, предназначенной для военных транспортных средств, самолетов и ИБП. В аккумуляторах AGM (Absorbtion Glass Matt – пер. с англ. «абсорбирующие стеклянные маты») применяется система VRLA, но электролит находится в абсорбирующем стеклянном слое – специальной стеклоткани (стекловолоконный мат), пропитанной электролитом, – и располагается между свинцово-кальциевыми пластинами. Это наиболее экономичный тип аккумулятора VRLA, который за последние годы стал очень популярным. Одним из основных преимуществ батарей AGM является то, что их внутреннее сопротивление существенно ниже, чем у заливных. Следовательно, эти АКБ могут выдерживать более высокие температуры, а также медленнее разряжаются. В отличие от залитых, аккумуляторы AGM герметичны, требуют меньше или вообще не требуют вентиляции. Они не опасны, устойчивы к низким температурам, относительно легки по весу, менее склонны к нагреву (из-за низкого внутреннего сопротивления), могут сохранять статический заряд длительное время. Однако срок службы батарей этого типа может быть довольно низким по сравнению с затопленными и гелевыми батареями, обычно 6–10 лет. Как правило, являются отличным выбором для автономной солнечной системы.

Gel герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы

Гелевые аккумуляторы Gel (от англ. Gelled Electrolite) используют систему VRLA, но с гелевым электролитом. По факту, здесь используется кислота, связанная специальным гелеобразующим стабилизатором (силикогель – коллоидный диоксид кремния) для формирования густого гелеобразного электролита. Гель находится между свинцовыми пластинами в желеобразном виде и занимает практически все пространство между ними. За счет такого устройства данные АКБ более прочны, долговечны, не требуют технического обслуживания и обладают высокой устойчивостью к вибрациям и ударам, хорошо работают при высоких и низких температурах, имеют большой жизненный цикл, осушение пластин или их осыпание невозможно. Благодаря вязкости электролита элементы становятся менее подверженными утечкам при повреждениях, очень хорошо работают при высоких скоростях разряда и, как правило, служат дольше, чем батареи AGM.

Тем не менее, GEL аккумуляторы имеют больше недостатков, чем аккумуляторы других типов, что делает их менее популярными. Эти батареи не имеют вентиляции и разряжаются немного быстрее, чем залитые элементы. Среди других минусов – узкие зарядные профили, которые легко повреждаются, если зарядка выполнена неправильно, недостаточная емкость в ампер-часах, а их низкое зарядное напряжение может привести к случайной перезарядке. Это важно в применении к солнечным энергетическим системам, где выработка электроэнергии изменчива и может вызвать эту перезарядку. В дополнение к этим минусам, гелевые батареи стоят дороже, чем залитые свинцово-кислотные батареи.

Свинцово-углеродные аккумуляторы

Свинцово-углеродные АКБ – это усовершенствованные свинцово-кислотные батареи герметичного типа VRLA, в которых используется общая свинцовая положительная пластина (играет роль анода) и углеродная (композитная) отрицательная пластина (играет роль катода). Углерод действует как своего рода «суперконденсатор», который позволяет быстрее заряжать и разряжать аккумулятор, а также продлевает срок службы при частичной зарядке. Подобно обычным гелевым герметичным АКБ, свинцово-углеродные аккумуляторы тоже герметичны, в них, как правило, используют гелевый электролит для повышения безопасности и снижения эксплуатационных расходов.У них более длительный период эксплуатации, чем у привычных свинцово-кислотных батарей. Существует несколько компаний, производящих свинцово-углеродные батареи с наноуглеродистыми или усовершенствованными катодными сплавами, что обеспечивает более длительный срок эксплуатации. Среди них, к примеру, японские торговые марки GS Yuasa и YHI Power, также об этом заявляет китайский производитель Narada.

Трубчатые гелевые аккумуляторы OPzV

Один из наиболее популярных и часто эксплуатируемых видов АКБ из заливных устройств – аккумуляторы OPzV (от нем. Ortsfest PanZerplatte Verschlossen – «стационарно закрытая трубчатая пластина»). Эти трубчатые гелевые одноэлементные (2 В) аккумуляторы с технологией VRLA соединены последовательно, образуя между собой батареи с глубоким циклом и мощностью 24 В или 48 В. Они принципиально отличаются от других батарей схемой сборки, и представляют собой трубчатые положительные и плоские намазанные отрицательные пластины. Некоторые элементы таких АКБ (2В) сделаны в виде корпусов из специального прозрачного пластика (материала SAN – стирол-акрилнитрила, сверхустойчивого к механическим повреждениям, химическому воздействию, не горючего). Поэтому уровень электролита в прозрачных корпусах всегда хорошо виден, отмечены его максимум и минимум. Трубчатые гелевые аккумуляторы имеют большой срок службы (до 20 лет), значительную механическую прочность самих пластин и относятся к малообслуживаемым – доливать воду необходимо примерно 1 раз в 1–2 года. Также OPzV аккумуляторы имеют один из самых больших циклических ресурсов среди АКБ: до 5000 циклов (15 лет) при 20% глубины разрядки и 3000 циклов при 40% глубины разрядки (при соблюдении определенных параметры зарядки и поддержки правильного температурного диапазона, обычно 15–30 °С).

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы считаются сегодня лучшим типом аккумуляторов накопления солнечной энергии из-за высокой плотности энергии и превосходной эффективности. В последние годы такие АКБ стали более популярны среди владельцев солнечных модулей, нежели свинцово-кислотные. Несмотря на то, что коммерчески данная технология стала доступной только лет 15–20 назад, литий-ионные аккумуляторы быстро стали очень популярными в бытовой электронике (смартфонах, лэптопах) благодаря их относительно небольшому весу и высокой плотности накапливаемой энергии/мощности. Эти плюсы привели к тому, что их предпочитают устанавливать в электромобилях и домашних гелиосистемах.

Хотя литиевые батареи дороже, чем другие типы батарей, они имеют множество преимуществ, которые компенсируют их цену. Это более длительный срок службы (варьируется от 3000 до 5000 циклов), более эффективное использование энергии, отсутствие необходимости технического обслуживания, более глубокие разряды (большая емкость хранения), отсутствие выделения газа и многое другое. Литий-ионные аккумуляторы гораздо компактнее и легче при той же емкости, но их также можно глубоко разряжать на 80-90% от общей емкости без ущерба для срока службы аккумулятора. Их высокая и эффективная зарядка/разрядка помогает оптимизировать выработку энергии от солнечных батарей. Кстати, возможность быстрой зарядки является огромным преимуществом для использования в электромобилях и автономных системах солнечной энергии, так как медленное время зарядки свинцово-кислотных АКБ – основной недостаток для потребителей.

Считается, что литий-ионные аккумуляторы сегодня – лучший выбор для солнечных панелей. Однако отдельные литиевые элементы имеют очень высокую плотность энергии и могут нагреваться во время использования, поэтому им могут потребоваться сложные системы управления для контроля температуры и напряжения элементов.

Также существуют еще некоторые малораспространенные типы аккумуляторов, которые можно использовать в гелиоиндустрии. Например, никель-солевые аккумуляторы, для которых характерны устойчивость к перепадам температур, высоким и низким температурам, повышенной влажности. Плюс к этому, они изготовлены из экологически чистых материалов, которые можно легко утилизировать – Fe, Ni, Al, глинозем, соли. Но, несмотря на множество преимуществ перед свинцово-кислотными устройствами, такие аккумуляторы – самые дорогие.

Еще один вид – панцирные аккумуляторы, изготовленные на базе положительных свинцовых пластин, находящихся в так называемом «панцире» – чехле из эбонита или стеклоткани. Такие АКБ бывают стационарными, тяговыми, солнечными. Устройства такого вида обеспечивают надежное электроснабжение в трудных режимах работы, при перегрузках. Выдерживают 850–1600 циклов.

Новичком же в индустрии накопления энергии в домашних условиях является аккумулятор с морской водой. В отличие от других АКБ, такие аккумуляторы не содержат тяжелых металлов, а используют электролиты с морской водой. В то время как батареи, в которых используются тяжелые металлы, в том числе свинцово-кислотные и литий-ионные, необходимо утилизировать с помощью специальных процессов, морская батарея может быть легко переработана. Однако, как новая технология, аккумуляторы для морской воды еще недостаточно проверены в работе и не получили широкого распространения.

В следующих статьях мы расскажем вам о других факторах, влияющих на выбор аккумулятора солнечной батареи – о том, что еще нужно учитывать при покупке этого устройства, чтобы ваша гелиосистема работала эффективно.

Оставьте комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Какой срок службы у слонечных батарей и других комплектующих солнечных электростанций

Любая СЭС состоит из нескольких основных элементов оборудования, каждый из которых имеет свой срок службы. Он зависит от типа солнечных батарей, инвертора, контроллера и аккумуляторной батареи, а также условий их эксплуатации. Максимальной долговечностью отличаются наиболее дорогие модели. По этой причине покупка комплекта всегда связана с поиском оптимального соотношения цены и качества всех входящих в него комплектующих.

Срок службы солнечных панелей

На современном рынке представлен огромный ассортимент классических и тонкопленочных фотоэлектрических модулей. Для удобства ориентирования, независимо от типа, их разделяют на четыре класса (более подробно о особенностях каждого класса солнечных батарей мы писали тут).

1. «Grade A».

Высший класс качества. Отличительными чертами является полное отсутствие механических и структурных дефектов. Производители – компании из ТОП-20 широко известного мирового рейтинга Tier-1 от Bloomberg. Лучше всех прочих вариантов переносят неблагоприятные условия эксплуатации. Гарантированный срок службы таких солнечных батарей – 12-15 лет при сохранении 90% первоначального КПД и 25-30 лет – 80%.

2. «Grade В».

Незначительно уступает по качеству модулям высшей категории. Визуально определить различия практически невозможно, поэтому класс изделий можно перепроверить только по технической документации. Изготавливаются преимущественно на заводах Поднебесной. При отсутствии форс-мажорных условий использования способны прослужить те же 25 лет при потере не более 20% эффективности.

3. «Grade С».

Производители модулей такого класса – малоизвестные азиатские фирмы. Обходятся они на 25-30% дешевле, но характеризуются наличием заметных внешних дефектов. Теоретически сохраняют приемлемую производительность на протяжении 10-15 лет, но могут резко деградировать (о причине такого процесса писали тут) и раньше. Для надежной СЭС их покупка специалистами настоятельно не рекомендуется.

4. «Grade D».

Данный сегмент включает бывшую в употреблении продукцию, а также панели без классификации, предлагаемые «серым» и «черным» рынком. Предсказать оставшееся время их эффективной работы не представляется возможным.

Срок службы инверторов

Следующим обязательным элементом оборудования любой гелио станции является инвертор. Этот прибор выполняет преобразование постоянного тока от панелей в переменный 220 вольт, поступающий на потребляющие устройства.

Конструктивно инверторы для солнечных батарей отличаются друг от друга незначительно. Разница между моделями состоит преимущественно в функциональности и надежности. По этой причине срок службы инверторов премиального и бюджетного классов примерно одинаков и составляет 10-15 лет. Однако существуют инновационные разработки, позволяющие продлить время эксплуатации до 20 лет и более. В гарантийных обязательствах производителей обычно указывается 5-7 лет.

Значительно меньше данный элемент СЭС может прослужить только в результате преждевременного выхода из строя при форс-мажорных обстоятельствах.

Срок службы аккумуляторной батареи

В автономных и гибридных СЭС наличие АКБ обязательно, поскольку без накопителей система не сможет выдавать энергию круглосуточно. По технологическому исполнению и продолжительности эксплуатации аккумуляторы отличаются друг от друга больше любых других элементов СЭС.

В системах солнечного электроснабжения могут применяться АКБ следующих типов.

1. Классические свинцово-кислотные.
2. AGM
3. На основе гель наполнителей.
4. Li-On и технологически сходные на базе лития.

Срок службы аккумулятора солнечной батареи первого типа не превышает 3-4 года, второго 5-7 лет, третьего – до 12-15, четвертого – 20 лет и более.

Существенно отличаются перечисленные разновидности накопителей и по своим возможностям. Однако виду высокой стоимости наиболее эффективных моделей для каждого проекта выбирается АКБ, приобретение которой финансово целесообразно. Более подробно о том какие аккумуляторы лучше для солнечных электростанций мы уже писали в блоге.

Срок службы контроллеров заряда

Для всех СЭС, использующих промежуточные накопители энергии, необходимо устройство, контролирующее скорость и уровень их зарядки, а также разрядки. При отсутствии контроллера аккумуляторные батареи быстро выходят из строя, а время их эффективного использования кратно сокращается.

Данные устройства отличаются значительным разнообразием. Простейшие из них являются обычными прерывателями тока, а потому срок службы такого контроллера почти бесконечен.

Более сложные приборы используют ряд электронных компонент и время их эксплуатации гораздо короче. В основном на программируемые контроллеры производители устанавливают гарантию от 5 до 8 лет. Хотя встречаются экземпляры с 10 и даже 12-летним гарантийным сроком.

Как продлить срок службы солнечных батарей и других комплектующих

Существуют разные способы максимально удлинить эффективное время эксплуатации любой СЭС. О некоторых из них следует позаботиться заранее, еще до запуска станции. Остальные необходимо использовать на протяжении всего периода ее дальнейшего функционирования.

1. Первое и главное условие – грамотный подбор оборудования и его квалифицированный монтаж на крыше или земле/стене и т.п.. Любая ошибка или неучтенный нюанс могут стоить владельцу огромных финансовых потерь. По этой причине установку и пуско-наладку настоятельно рекомендуется доверить профессионалам.
2. Систему обязательно нужно снабдить многоуровневой защитой от скачков напряжения. УЗИП (устройства защиты от импульсных напряжений) устанавливаются в трех местах – входном ВРУ, распределительном щите и непосредственно перед элементами оборудования.
3. Наибольшей опасности подвергается целостность панелей, поскольку они всегда расположены вне помещений. Для защиты от сильных ветров при наземной установке вокруг батарей можно установить решетку или заборчик. Кровельные варианты часто дополнительно ламинируются специальной пленкой, защищая батареи от механических повреждений.
4. Срок службы солнечных батарей увеличится, если между рабочей поверхностью и плоскостью крыши будет небольшой просвет. Это обеспечит качественную вентиляцию, и панели не будут перегреваться.
5. По этой же причине в разное время года необходимо правильно ухаживать за солнечными панелями (например, летом и в жаркую погоду, рекомендуется периодически поливать гелио поверхности водой из шланга, это не только очистит ячейки от пыли, но и увеличит КПД системы за счет снижения температуры).

Как выбрать солнечные батареи. Советы покупателю

Солнечная батарея — устройство, преобразующее солнечное излучение в электрическую энергию. Впервые метод работы солнечной батареи был разработан 1839 году физиком Александром Беккерелем. Практическое применение метод получил в 1873 после изобретения первого полупроводника. Технология использования энергии солнца в целях ресурсообеспечения приобретает все большую популярность по всему миру. Получаемый вид энергии является возобновляемым, финансовые затраты при эксплуатации солнечных батарей очень низкие — средства требуются только на покупку и установку оборудования. Энергия, вырабатываемая этим источником, является дешевой и доступной и благодаря этому широко используется по всему миру. И если вы решили приобщиться к обществу «зеленой энергетики», то начать надо из того, чтобы разобраться — как правильно выбрать солнечные батареи для частного дома, дачи или даже квартиры.

Как устроены солнечные батареи?

Стандартная солнечная батарея состоит из алюминиевой рамы, солнечных элементов, специального стекла, подложки, токоведущих жил и распределительной коробки.

Рис. 1 Устройство солнечной батареи

Рама панели — алюминиевая конструкция, придающая жесткость изделию и образующая основу для остальных деталей батареи. Солнечные элементы — кремниевые полупроводниковые фотоэлектрические преобразователи, выращиваемые, как правило, монокристаллическим или поликристаллическим методом. Использование полупроводниковых преобразователей дает возможность прямого, одноступенчатого преобразования энергии, что позволяет использовать солнечные батареи наиболее эффективно.

В солнечной батарее используется фотовольтаический эффект, возникающий в неоднородных полупроводниковых структурах при контакте с солнечным излучением. Неоднородность полупроводникового слоя солнечной батареи достигается легированием одного полупроводникового слоя различными примесями или соединением нескольких слоев полупроводников с различной шириной запрещенной зоны — созданием гетеропереходов. Также методом получения неоднородных кремниевых полупроводников является изменение химического состава полупроводника. Эффективность использования фотопроводника характеризуется оптическими свойствами проводника, одним из которых является фотопроводимость. Потери энергии при работе солнечных батарей связаны с несколькими процессами: частичным отражением солнечных лучей от поверхности преобразователей; прохождением части лучей, через фотопреобразователи без поглощения в них; рассеянием избыточной энергии фотонов на тепловых колебаниях решетки; внутренним сопротивлением преобразователей.

Выбор параметров солнечной батареи

При выборе солнечной батареи перед покупателем встает вопрос «Как выбрать подходящую солнечную батарею?» Существует несколько видов фотоэлементов, имеющих свои преимущества и недостатки:

1. Поликристаллические элементы, в которых полупроводник производится поликристаллическим способом, этот метод удешевляют солнечную батарею, но снижают эффективность её работы. КПД элементов составляет 17-19%.
2. Монокристаллические. Если элементы выращиваются монокристаллическим способом, то КПД фотоэлементов составляет 20-21%. Стоимость батарей при таком способе производства кремния увеличивается, но площадь фотоэлементов для получения энергии того же количества снижается. Готовые солнечные батареи, изготовленными поликристаллическим способом имеют КПД 13-17 %, а с фотоэлементами, изготовленными монокристаллическим способом — КПД 15-18,5%,
3. Аморфные. Самым низким КПД (4-6%) обладают солнечные батареи, в которых фотоэлементы изготавливают из аморфного кремния.
4. Арсенид галлиевые. Для изготовления высокоэффективных преобразователей в настоящее время широко используются GaAs — Арсенид галлия, имеющий гетероструктуру и более широкую запрещенную зону, это позволяет увеличить КПД солнечных батарей до 35-40%, правда такой тип элементов имеет очень высокую цену и используется только в космической отрасли.

Рис. 2 Типы солнечных элементов

На что обратить внимание при выборе солнечных батарей?

При выборе солнечных батарей для частного дома или дачи необходимо обратить внимание не только на КПД батареи, которое в современных конструкциях на основе кремниевых элементов, ограничивается величиной 20-21%, но и на суммарную мощность купленной солнечной электростанции. Она должна обеспечить электроэнергией, достаточной для потребления электросистемой дома в любую погоду.

Зимой сильно снижается длительность светового дня, поэтому в регионах, где это наблюдается, необходимо делать запас мощности, чтобы батарей хватало на то время, когда солнце менее активно. Почему выработка зимой меньше? Не нужно думать, что из-за холода батарея будет хуже работать. Негативное действие на эффективность работы оказывают осадки в виде снега, которые необходимо удалять и меньшая продолжительность светового дня с высокой облачностью – именно это негативно влияет на выработку электроэнергии в зимнее время. Летом солнечная батарея генерирует меньшее напряжение, чем зимой. В жару температура на поверхности гелиопанели может достигать 50–55 °С, что снижает эффективность фотогальванических элементов.

Еще один важный момент при составлении плана «Как выбрать солнечные батареи для домашней электростанции» — эффективность финансовых вложений. Многие батареи при правильном выборе окупаются достаточно быстро, так как производимая при использовании энергии солнца электроэнергия является бесплатной. Выходное номинальное напряжение солнечных батарей кратно 12В и 24В, но бывают и 20В – это панели с 60 элементами. Фактическое напряжение на выходе гелиопанелей, как правило больше номинального. Так гелиопанель с выходным номинальным напряжение, равным 12В, в точке максимальной мощности выдает 17В, а при холостом ходе выдает 23В. Аналогично работают и батареи с номинальным напряжением на выходе 20 В и 24В. Двадцативольтовая батарея выдает напряжение на выходе 30В точке максимальной мощности и 39В — в режиме холостого хода, а двадцатичетырехвольтовая соответственно — 37В и 45В.

Типовые ошибки при выборе солнечных батарей для дома

Собирая себе солнечную электростанцию самостоятельно, чаще всего допускаются ошибки связанные с подбором оборудования, отметим основные из них:

• Не правильно подобранное напряжение аккумуляторов и солнечных батарей, используемых в одной системе;
• Использование ШИМ контроллера с 60 ячейковой солнечной панелью;
• Не учтенный температурный коэффициент, связанный изменением напряжения, при изменении температуры;
• Использование разных аккумуляторов, при последовательном подключении;
• Неверно подобранное сечение перемычек между инвертором и АКБ;
• Пренебрежение защитными устройствами.

После подбора оборудования ошибки дилетантов не заканчиваются, поскольку впереди монтаж. При установке солнечной электростанции своими руками ошибки чаще допускаются такие:

• Неправильная пространственная установка самих солнечных батарей;
• Падение тени на ячейки от деревьев и соседних построек;
• Неверное подключение оборудования. Если в системе даже всего два АКБ, последовательное соединение могут перепутать с параллельным. Не говоря уже о нескольких АКБ, когда требуется сделать последовательно – параллельное соединение. Это касается и подключения солнечных батарей;
• Плохой контакт в электрических соединениях. Касаемо изготовления перемычек кустарным способом, без применения специального инструмента. Применение скрутки, пайки коннекторов MC4 и другие ненадежные соединения.

Это только самые распространенные ошибки, но на практике их гораздо больше. Если вы решили собирать солнечную электростанцию самостоятельно, проконсультируетесь со специалистами, это поможет избежать ошибки, сэкономить деньги и да, консультацию у нас можно получить бесплатно.

Мнения экспертов о продукции

Выбор типа солнечной станции зависит от задачи, которую необходимо решить с помощью альтернативных источников энергии.

В настоящее время наиболее широко применяются три типа солнечных электростанций:

1. Автономные. В местах, где нет подключения к центральной сети, в садах, на дачах, автономные солнечные электростанции самые востребованные, хорошо подходят для освещения и других жизненно важных электроприборов. Применение автономных солнечных станций позволяет существенно экономить финансы, на жидкое топливо для генераторов, особенно в районах с большим количеством солнечных дней.
2. Комбинированные с сетью. Если есть центральная сеть, то не нужно отказываться от нее, лучше сделать систему совместную с сетью. Автоматическая работа инвертора, входящего в состав такой станции, будет самостоятельно выбирать источник питания электрических приборов. А входящие в состав аккумуляторные батареи для солнечных батарей будут источником резервного электроснабжения, при отключениях сети.
3. Сетевые on-grid. Сетевые солнечные электростанции самые выгодные и быстро окупаемые, поскольку не имеют в составе аккумуляторных батарей и преобразование энергии происходит с высоким КПД. Более того, позволяют передавать (продавать) излишки генерируемой электроэнергии в сеть, тем самым ускоряя процесс окупаемости. Во многих странах при такой генерации с помощью возобновляемых источников для продажи электроэнергии действует «зеленый тариф». В РФ в 2019 году принят в первом чтении Федеральный закон №581324-7 «О внесении изменений в ФЗ «Об электроэнергетике» в части развития микрогенерации», который позволит реализовывать электрическую энергию, вырабатываемую альтернативными источниками, по специальному тарифу. Покупка гарантирующим поставщиком электроэнергии от объектов микрогенерации будет обязательной. Цена купли-продажи будет равна средневзвешенной нерегулируемой цене на электроэнергию на ОРЭМ. Доходы физических лиц, возникшие при реализации лишней электроэнергии, произведенной для нужд своего домохозяйства, не будут подлежать налогообложению.

Независимо от выбранного типа солнечной электростанции, стоит понимать, что для надежной и эффективной работы лучше приобретать высококачественные солнечные батареи. Несмотря на более высокую стоимость они более эффективны и долговечны. Срок службы батарей может достигать 30 и более лет. Покупатели часто задают вопрос: «Почему выработка зимой меньше?» Не нужно думать, что из-за холода батарея будет хуже работать. Негативное действие на эффективность работы оказывают осадки в виде снега, которые необходимо удалять, плюс меньшая продолжительность светового дня с высокой облачностью – именно это негативно влияет на выработку электроэнергии в зимнее время. Летом солнечная батарея генерирует меньшее напряжение, чем зимой. В жару температура на поверхности гелиопанели может достигать 50–55 °С, что снижает эффективность фотогальванических элементов.

Аккумулятор для солнечных батарей: характеристики и советы для правильного выбора

Аккумуляторы для солнечных панелей – это как раз те элементы, которые указывают на главный недостаток таких миниатюрных электростанций – отсутствие возможности вырабатывать электроэнергию в тёмное время суток. Именно поэтому ни один владелец автономной установки не может обойтись без АКБ. Но емкости бывают разными, и нам предстоит разобраться, какие из них подходят лучше всего.

Выбор АКБ для автономной электростанции

Компании, торгующие оборудованием для автономных электростанций с солнечными панелями, всегда говорят о вашей энергонезависимости от государственных источников электроэнергии. Также они показывают простоту монтажа солнечных панелей, и создается впечатление, что, потратившись один раз в жизни, вы обеспечите себя бесплатным источником ≈220-380 V на всю свою жизнь. Что ж, это действительно так, но это только половина правды, как в любой рекламе. Другая половина заключается в том, что получать бесплатную электроэнергию можно только днем и для того, чтобы включить ночью любой электроприбор, её нужно накапливать и хранить. Именно поэтому вам никак не обойтись без АКБ для солнечных батарей.

Что нужно учитывать при выборе АКБ

Большинству людей при поиске аккумуляторов для солнечной электростанции на ум, в первую очередь, придут автомобильные батареи, так как мы с ними сталкиваемся чаще всего, и приобретение АКБ для грузовика на 180-250 А-ч покажется вполне приемлемым. К тому же стоимость аккумулятора в пределах 65$ для обеспечения электроэнергией дома на 140-150 м2 будет выглядеть весьма заманчиво. Но давайте попробуем глубже проанализировать возможности такой емкости.

Все автомобильные батареи и самые лучшие, и не очень, рассчитаны на работу по несколько другим параметрам, нежели те, которые предполагает домашняя электростанция на солнечных панелях. Например, для мощных АКБ разрядка ниже 30% емкости будет восприниматься прибором, как действие в экстремальных условиях, а их способность выдавать высокие пусковые токи для запуска двигателя вам попросту не пригодятся.

Просто задумайтесь, как будет работать аккумулятор в режиме автономной ЭС: в светлое время суток он будет накапливать энергию, которую поглощают панели, а ночью отдавать весь свой запас потребителю. Как правило, в таком режиме батарея не выдерживает более года постоянного функционирования и попросту выходит из строя.

Чтобы вы не путались при выборе нужных АКБ, в первую очередь, следует обратить внимание на маркировку и если она указывает на автомобильное назначение, то лучше сразу отклонять такой вариант. Давайте посмотрим таблицу, расположенную ниже.

Маркировка	Расшифровка аббревиатуры
EFB	свинцово-кислотный
AGM	абсорбированный электролит
GEL	с гелеобразным электролитом
Са/Са	легированные кальцием аноды и катоды
HIBRID	легированные кальцием (Ca) и кремнием Si) аноды

Также на автомобильном аккумуляторе какого-либо типа может присутствовать дополнительная маркировка SMF (Sealed Maintenance Free) или VRLA (Valve Regulated Lead Acid). Первое указывает на герметичность прибора, без необходимости обслуживания, а второе – на присутствие предохранительного клапана для сброса давления.

Видео описание

Как выбрать аккумуляторы для солнечных батарей, восстановить и эксплуатировать.

Что нужно знать о емкости АКБ

Безусловно, один из главных параметров, по которым мы будем выбирать АКБ, это величина их ёмкости. Но для этого придется учитывать ряд факторов, которые напрямую влияют на эту замечательную способность прибора.

Температура воздуха в помещении

Температура воздуха в помещении, где будут установлены аккумуляторы, имеет самое большое влияние на эту накопительную способность батарей. На табличке, прикрепленной к прибору или в сопроводительных документах, производитель, как правило, всегда указывает емкость, возможную при температуре 20°C. Поэтому вам не помешает знать такое соотношение, как в таблице ниже

С	-10	0	10	20	25	30	45
Коэффициент	0,65	0,8	0,95	1	1,03	1,06	1,15

Пояснение к таблице: вы смотрите на цифру, указанную в сопроводительных документах АКБ и умножаете на коэффициент, учитывая температуру помещения, в котором они будут храниться.

Уровень допустимости разряда батареи h4

Большинство людей, которым когда-либо приходилось сталкиваться с аккумуляторами (в основном, это, конечно, автомобилисты) знают, что их ни при каких обстоятельствах нельзя разряжать на 100%, так как это просто уничтожает их эксплуатационный ресурс. Наиболее оптимальный вариант остаточного заряда – 60-70%, хотя, чем больше, тем лучше. Поэтому при выборе АКБ подумайте о том, хватит ли им 30-40% емкости, чтобы «дожить» до следующего запуска солнечных панелей – до наступления светлого времени суток.

Учет токоприемников

Купить аккумуляторы для солнечных батарей на сегодняшний день затея не из дешевых, поэтому, в большинстве случаев, ночью домашние электроприборы работают в режиме экономии. То есть, стиральную машину-автомат, электроплиты и другие мощные потребители лучше не включать, а электрокотёл переводить ночью на минимальную мощность.

Посмотрите на таблицу, расположенную выше – там перечислены основные приборы, которые будут использоваться в темное время суток в вашем доме (на практике это, скорее всего, балет отличаться, ведь у каждого свои потребности). Но если взять за расчётную точку показатель в 6000 Вт, то вам придётся запастись аккумуляторами с общей емкостью 1787 А-ч. Но и здесь можно пойти более экономичным путем, например, использовать для освещения светодиодные лампы.

Что лучше выбрать

Необходимость использовать аккумулятор для солнечной электростанции сейчас является главной проблемой, если не дилеммой в развитии альтернативных источников получения электроэнергии. Ведь, по сути, какими бы совершенными ни были сами панели, они могут функционировать только днем, а накопленные за это время мощности нужно как-то и где-то сохранять. На данном этапе развития аккумуляторных батарей не существует каких-либо серьезных разработок для хранения больших мощностей, производство которых можно поставить на промышленные рельсы.

К сожалению, примеры Николо Тесла, когда он добывал энергию непосредственно из земли и воздуха, которые сами по себя являются огромными аккумуляторами, так и остались чем-то из области фантастики и это не удивительно. Вы только представьте, сколько компаний в одночасье потеряют доходы, если все энергия окажется бесплатной?! Поэтому «имеем то, что имеем» и приходится выбирать из того, что есть. На сегодняшний день для автономных солнечных электростанций с лучшей стороны показали себя два типа АКБ: КИСЛОТНЫЕ и ГЕЛЕВЫЕ.

Безусловно, они отличаются как по эффективности, так и по стоимости, но здесь уже выбор за вами – опять-таки придется учитывать разные факторы. Например, гелевые батареи способны легче перенести глубокую разрядку и это не скажется на их эксплуатационном ресурсе. Но, с другой стороны, при отрицательных температурах у них низкие пусковые токи, хотя, какая вам разница, если они вам и не понадобятся. Кроме того, все емкости вы все равно будете хранить в помещении при плюсовой температуре. Но проблема здесь в том, что они стоят дороже кислотных. АКБ.

Выбирая, какие аккумуляторы подойдут для солнечных батарей, вы в любом случае обратите внимание на их стоимость, так как одной емкостью вам никак не обойтись. Впрочем, все познается в сравнении, тем не менее, для сколько-нибудь достойной автономной электростанции вам понадобится примерно 10 штук АКБ по 200 А-ч (можно меньше, можно больше). Если, к примеру, вы остановите свой выбор на Delta GX12-200, которые пока стоят 452,4$, то за 10 приборов придётся отвалить 4524$, а это стоимость хорошего, но подержанного автомобиля. Зато, такого запаса вам хватит, как минимум, на 15 лет и это вполне окупит ваши вложения.

Видео описание

Аккумулятор для солнечных батарей из электрокара.

Заключение

Как видите, выбрать аккумулятор для солнечных батарей не так-то и сложно с технической точки зрения, но с другой стороны, придётся сделать определённое финансовое вливание, которое не для всех окажется подъемным. Впрочем, если уж вы решились на установку автономной солнечной электростанции и потратились на приобретение панелей, то, скорее всего, готовы довести дело до конца.