Аккумулятор для солнечной ФЭУ

Типы аккумуляторов для солнечной фотоэлектрической системы

Задача аккумулятора для солнечных фотоэлектрических систем - хранить энергию от возобновляемых источников для ее последующего использования. Инверторы преобразуют постоянный ток от солнечных панелей в переменный ток, а аккумуляторы хранят эту энергию. Когда из-за недостаточного солнечного света или ветра возникает дефицит электроэнергии, инверторы берут энергию из аккумуляторов, чтобы удовлетворить спрос.

Время работы - это то, как долго система может работать с использованием накопленной энергии из аккумуляторов без ее подзарядки от возобновляемых источников. Это зависит от емкости аккумулятора, измеряемой в киловатт-часах (кВтч), которая показывает, сколько энергии система хранения может отдать за определенный период. Предпочтение тому или иному типу аккумуляторов зависит от стоимости, требований к пространству/охлаждению, потерь на эффективность, времени зарядки, срока службы аккумулятора и зависимости от материалов, добываемых в определенных географических районах.

К распространенным типам аккумуляторов относятся:

• Литий-ионные (Li-ion) - быстрая зарядка и небольшие размеры, но высокая стоимость. Дорогие сырьевые материалы, такие как никель и кобальт, добываются преимущественно в Китае и Демократической Республике Конго.
• Свинцово-кислотные или литий-свинцовые - низкая начальная цена, но необычайно высокие затраты на замену. Они занимают много места и теряют эффективность, если слишком быстро заряжаются или нагреваются выше 60 °C. Их срок службы около шести лет невелик по сравнению с другими вариантами.
• Бескобальтовые - более дешевые, но не самые качественные аккумуляторы из Китая, но находящиеся под пристальным вниманием из-за нарушений экологических и трудовых норм.
• Твердотельные - более безопасные, долговечные и дорогие с лучшей плотностью энергии.
• Потоковые аккумуляторы - ванадиевые редокс-аккумуляторы (VRFB) используют ванадий для хранения энергии в электролитных растворах. Электролиты циркулируют по системе с помощью насоса, где их разделяют электролитические мембраны, создавая реакцию, которая заряжает/разряжает аккумулятор. Их части легко доступны, что делает их простыми в обслуживании и более безопасными, чем литий-ионные аккумуляторы. Их плотность энергии ниже, а стоимость за кВтч выше, чем у литий-ионных аккумуляторов.
• Натрий-серные (NaS) - высокоизолированные, высокотемпературные аккумуляторы с хорошей плотностью энергии, которым для работы требуется 200 °C. Хорошая плотность энергии и возможность хранения больших объемов делают их идеальными для крупномасштабных, но дорогих проектов.
• Никель-железные (NiFe) - известны длительным сроком службы, но низкой плотностью энергии и высоким саморазрядом. Они более склонны к замерзанию, неэффективны и дороги.

Особенности и функции солнечных фотоэлектрических аккумуляторов

При выборе аккумулятора для солнечной фотоэлектрической системы необходимо учитывать некоторые ключевые особенности и функции. К ним относятся глубина разряда, зарядная эффективность, циклы, обслуживание, системы управления аккумуляторами, безопасность, температурная устойчивость и размер.

Глубина разряда (DoD) показывает, сколько емкости аккумулятора можно использовать перед его перезарядкой. Солнечные фотоэлектрические аккумуляторы имеют разные уровни DoD. Как правило, чем выше уровень DoD, тем больше доступной емкости аккумулятора. Хороший пример - литиевый аккумулятор, который можно разрядить до 80% или даже 90%, не повредив его.

Зарядная эффективность определяет, сколько солнечной энергии поступает в аккумулятор. Однако нельзя ожидать 100% эффективности из-за потери энергии при зарядке и разрядке. Литиевые аккумуляторы заряжаются и разряжаются с почти 100% эффективностью. С другой стороны, свинцово-кислотные аккумуляторы имеют более низкую зарядную эффективность. Это означает, что литиевый аккумулятор может хранить больше солнечной энергии, чем свинцово-кислотный за день.

Циклический ресурс показывает, сколько раз аккумулятор можно полностью разрядить и зарядить. Большинство аккумуляторов теряют полезную емкость после многочисленных циклов. Например, литий-ионный аккумулятор может прослужить десятилетия, а свинцово-кислотный - всего несколько лет. Системы управления аккумуляторами (BMS) поставляются с солнечными аккумуляторами, особенно литиевыми. Они отслеживают состояние аккумулятора, защищают его и обеспечивают его оптимальную работу.

Что касается обслуживания, свинцово-кислотные аккумуляторы требуют большего внимания, чем литиевые. Например, свинцово-кислотные аккумуляторы вентилируются и должны быть расположены вдали от жилых помещений. Кроме того, после зарядки их необходимо доливать дистиллированной водой. С другой стороны, литиевые аккумуляторы в основном не требуют обслуживания.

При выборе аккумулятора для солнечной фотоэлектрической системы необходимо учитывать некоторые ключевые особенности и функции. К ним относятся глубина разряда, зарядная эффективность, циклы, обслуживание, системы управления аккумуляторами, безопасность, температурная устойчивость и размер.

Глубина разряда (DoD) показывает, сколько емкости аккумулятора можно использовать перед его перезарядкой. Солнечные фотоэлектрические аккумуляторы имеют разные уровни DoD. Как правило, чем выше уровень DoD, тем больше доступной емкости аккумулятора. Хороший пример - литиевый аккумулятор, который можно разрядить до 80% или даже 90%, не повредив его.

Зарядная эффективность определяет, сколько солнечной энергии поступает в аккумулятор. Однако нельзя ожидать 100% эффективности из-за потери энергии при зарядке и разрядке. Литиевые аккумуляторы заряжаются и разряжаются с почти 100% эффективностью. С другой стороны, свинцово-кислотные аккумуляторы имеют более низкую зарядную эффективность. Это означает, что литиевый аккумулятор может хранить больше солнечной энергии, чем свинцово-кислотный за день.

Циклический ресурс показывает, сколько раз аккумулятор можно полностью разрядить и зарядить. Большинство аккумуляторов теряют полезную емкость после многочисленных циклов. Например, литий-ионный аккумулятор может прослужить десятилетия, а свинцово-кислотный - всего несколько лет. Системы управления аккумуляторами (BMS) поставляются с солнечными аккумуляторами, особенно литиевыми. Они отслеживают состояние аккумулятора, защищают его и обеспечивают его оптимальную работу.

Что касается обслуживания, свинцово-кислотные аккумуляторы требуют большего внимания, чем литиевые. Например, свинцово-кислотные аккумуляторы вентилируются и должны быть расположены вдали от жилых помещений. Кроме того, после зарядки их необходимо доливать дистиллированной водой. С другой стороны, литиевые аккумуляторы в основном не требуют обслуживания.

Сценарии

Солнечные аккумуляторы для автономных домов пользуются популярностью, поскольку они накапливают энергию, которую люди могут использовать, когда солнца нет. Таким образом, они способствуют созданию и использованию устойчивых альтернативных источников энергии. Вот некоторые преимущества использования аккумуляторов для солнечных приложений в автономных домах:

• Резервное питание: Если произойдет отключение электросети или если вырабатываемой энергии будет недостаточно для всех электроприборов, аккумуляторы могут обеспечить резервный источник питания. Это означает, что такие важные вещи, как освещение, холодильники и медицинское оборудование, будут продолжать работать даже при отключении электросети.
• Энергетическая независимость: Подключение системы солнечных аккумуляторов дает домовладельцам полный контроль над своей электроэнергией. Их больше не будут беспокоить повышение цен или отключения электроэнергии, потому что они будут генерировать и хранить свою собственную энергию от солнца. Это дает душевное спокойствие, зная, что потребности в энергии будут удовлетворены независимо от того, что происходит с электросетью.
• Снижение воздействия на окружающую среду: Автономные системы солнечных аккумуляторов используют возобновляемые ресурсы природы, которые не загрязняют воздух и не вызывают глобальное потепление. Используя бесплатный солнечный свет в течение дня и храня его для вечерних часов, это помогает сохранить планету чище и здоровее.
• Экономия средств: Несмотря на то, что для установки системы солнечных панелей и аккумуляторов требуется первоначальное вложение средств, домовладельцы могут сэкономить значительные средства в долгосрочной перспективе на оплате электроэнергии. В некоторых случаях излишки электроэнергии, генерируемой в солнечные дни, могут даже привести к тому, что коммунальная компания будет платить им за счет программ сетевого учета.
• Удаленный мониторинг: Многие современные системы позволяют пользователям отслеживать выработку энергии и уровень заряда аккумуляторов прямо со своих смартфонов. Это позволяет отслеживать, сколько энергии используется, и гарантирует, что все работает исправно даже когда кто-то отсутствует дома в течение длительного времени.

Выбор аккумулятора для солнечной фотоэлектрической системы

При выборе аккумулятора для солнечных фотоэлектрических (фотовольтаических) систем важно учитывать несколько факторов, чтобы убедиться, что он соответствует энергетическим потребностям и обеспечивает оптимальную производительность. Вот несколько ключевых моментов, которые следует учитывать:

• Совместимость: Убедитесь, что аккумулятор совместим с солнечной фотоэлектрической системой и инвертором. Проверьте, совпадают ли его номинальные значения напряжения и тока с другими компонентами. Совместимый аккумулятор плавно интегрируется в существующую установку, максимизируя эффективность и производительность.
• Варианты емкости: Оцените емкость системы хранения энергии разных аккумуляторов. Учтите, сколько электроэнергии генерируют солнечные панели и сколько ее потребляется ежедневно. Выберите аккумулятор с достаточной емкостью, чтобы хранить избыток энергии для использования, когда солнца нет или в периоды пиковой нагрузки.
• Глубина разряда (DoD): Обратите внимание на показатель глубины разряда аккумулятора. Это показывает, какой процент емкости можно использовать, не повредив аккумулятор. Выбирайте аккумулятор с высоким DoD, чтобы максимально увеличить доступную емкость и продлить срок службы аккумулятора.
• Циклическая выносливость: Учтите, как часто аккумулятор будет заряжаться и разряжаться. Ищите аккумуляторы, специально предназначенные для частого циклирования, так как они могут выдерживать многочисленные циклы зарядки/разрядки без значительной потери емкости.
• Термическая устойчивость: Учтите диапазон температур, в котором будет работать аккумулятор. Выбирайте аккумуляторы с хорошей термической устойчивостью, чтобы они работали эффективно в жарком или холодном климате. Экстремальные температуры могут влиять на эффективность и срок службы аккумулятора, поэтому выбирайте тот, который может выдерживать местные климатические условия.
• Гарантия и поддержка: Проверьте гарантию, предоставляемую производителем аккумулятора. Более длительный гарантийный срок является признаком более прочного аккумулятора. Кроме того, учитывайте уровень технической поддержки, предоставляемой производителем или поставщиком.
• Оценка затрат: Тщательно взвесьте общие затраты по сравнению с возможными преимуществами. Хотя некоторые аккумуляторы могут иметь более низкую начальную стоимость, другие могут обеспечить большую экономию в долгосрочной перспективе за счет снижения затрат на техническое обслуживание или повышения энергоэффективности. Проведите тщательный анализ затрат и выгод, прежде чем выбирать аккумулятор для солнечной фотоэлектрической системы.

Вопросы и ответы

В: Как аккумуляторы интегрируются в солнечную фотоэлектрическую систему?

О: Аккумуляторы заряжаются от солнечных панелей в течение дня, накапливая избыток энергии для последующего использования. Контроллер заряда аккумулятора или инвертор управляет процессом зарядки и разрядки, чтобы обеспечить эффективную работу и предотвратить повреждение.

В: Что делает литиевые солнечные аккумуляторы предпочтительным выбором для хранения солнечной энергии?

О: Более высокая эффективность, более быстрое время зарядки, большая глубина разряда и более длительный срок службы литиевых аккумуляторов делают их предпочтительным выбором для хранения солнечной энергии по сравнению с другими аккумуляторными химическими составами.

В: Каков средний срок службы аккумуляторов для солнечных фотоэлектрических систем?

О: Срок службы аккумулятора для солнечной фотоэлектрической системы зависит от типа используемого аккумулятора, а также от глубины разряда (DoD) и состояния заряда (SoC) аккумулятора. Как правило, большинство аккумуляторов служат от 5 до 15 лет.

В: Следует ли заменять аккумуляторы солнечной фотоэлектрической системы парами?

О: В идеале аккумуляторы следует заменять парами, чтобы поддерживать сбалансированную емкость и обеспечить оптимальную производительность. Однако необходимость замены и подход к ней зависят от типа аккумулятора и индивидуальных обстоятельств использования.