Accumulo di energia solare
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Accumulatore solare di energia solare

Attualmente, a grandi linee, solo due tipi di batterie sono disponibili in commercio per le applicazioni dei sistemi solari fotovoltaici (SPV).
Essi sono:
Batteria al piombo e agli ioni di litio
In questo tipo ci sono principalmente tre varietà:
(a). Tipo allagato(piastra piatta e piastra tubolare)
(b). Batteria AGM VRLA
(c). Batteria VRLA gelificata
Di questi tipi, l’ordine di costo è Gelled>AGM>Flooded. Ma la maggior parte degli ingegneri opta per le batterie regolate con valvola gelificata a causa della loro vita di ciclo più lunga e della tolleranza alle prestazioni a temperature più elevate.

Poiché le batterie allagate richiedono una manutenzione regolare, coloro che possono supervisionare le batterie possono andare per questo tipo. Inoltre, queste batterie emettono gas di idrogeno e ossigeno e si dovrebbe fornire una ventilazione sufficiente nello spazio in cui sono installate le batterie. È importante rabboccare regolarmente l’elettrolito con acqua e mantenere la parte superiore delle batterie pulita e libera da polvere e spruzzi di acido. Se non sono disponibili stanze spaziose per le batterie, si dovrebbero preferire batterie sigillate con regolazione a valvola senza manutenzione.

Le persone che non possono occuparsi dei lavori di manutenzione dovrebbero preferire le batterie AGM o Gel a corrente di galleggiamento/carica per la stessa tensione. Le batterie AGM sono più adatte alle applicazioni ad alta potenza grazie alla loro minore resistenza interna. Di questi due tipi, le batterie AGM sono più calde grazie alla maggiore efficienza di ricombinazione. Questo è dovuto alle differenze nelle strutture dei pori dei due tipi. La vita sul campo delle batterie dipende da vari fattori e così gli scienziati e gli ingegneri impegnati nel lavoro di R & S sulle batterie dipendono da certe procedure stabilite nelle norme industriali come BIS (norme indiane), BS (norme britanniche), IEC (International Electrotechnical Commission), IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), ecc.

Nei test di vita accelerata effettuati con batterie a piastra piatta e batterie tubolari, la vita è stata stimata come 21,3 anni a 25°C e 27,5 anni a 25°C, rispettivamente. Queste batterie sono state prodotte dalla BAE Batterien GmbH, Berlino. [Wieland Rusch].

Per i test di vita accelerata lo standard IEC 60 896-21 richiede temperature di prova di 40°C e 55 o 60°C e lo standard IEEE 535 – 1986 richiede 62,8°C. Un test di durata a 62,8°C sui tipi VRLA BAE OPzV (batterie VRLA a piastre tubolari sigillate), i tipi Flooded (VLA) BAE OPzS (batterie a piastre tubolari allagate) e BAE OGi (batterie a piastre piatte allagate) sono stati condotti e i risultati sono riportati di seguito. Le batterie sono state caricate in float ai valori standard: 2,25V per VRLA e 2,23V per quelle allagate. Durante il test la crescita dei pali, l’aumento della corrente di galleggiamento e il cambiamento della capacità di 3 ore sono stati monitorati ogni 50 giorni.

Tabella 1 Risultati del test di aspettativa di vita della batteria solare secondo IEEE 535-1986


[https://www.baebatteriesusa.com/wp-content/uploads/2019/03/Accelerated-Life-time-Tests-Rusch-2005.pdf
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.611.2155&rep=rep1&type=pdf]

Vita come da IEEE 535-1986 OPzV (batterie a piastra tubolare VRLA) OPzS (batterie a piastra tubolare allagata) OGi (batterie piatte allagate)
Vita a 62.8ºC (giorni) 450 550 425
Vita a 20ºC (anni) 34.8 42.6 33
Vita a 25ºC (anni) 22.5 27.5 21.3

Tabella 2 Batteria solare Durata del ciclo di vita di diversi tipi di batterie al piombo-acido

Victron energy fornisce i seguenti dati per i suoi prodotti (www.victronenergy.com)

DOD (%) Vita in numero di cicli - Piastra piatta AGM Vita in numero di cicli - Gel a piastra piatta Vita in numero di cicli - Gel a piastra tubolare
80 400 500 1500
50 600 750 2500
30 1500 1800 4500
Fig 5. DOD and number of cycles for AGM Gel and Gel long life batteries 1
Figura 1. DOD e numero di cicli per batterie AGM, Gel e Gel long life (www.victronenergy.com)

Tabella 3 Durata di galleggiamento delle batterie AGM, Gel e Gel a lunga durata

(www.victronenergy.com)

Vita da galleggiante Batterie AGM Deep Cycle Batterie Gel Deep Cycle Batterie a lunga durata al gel
Vita a 20ºC (anni) 7-10 12 20
Vita a 30ºC (anni) 4 6 10
Vita a 40ºC (anni) 2 3 5

La GS Yuasa fornisce speciali batterie tubolari gelificate. Alcune innovazioni hanno prolungato la vita delle batterie stazionarie. Yuasa utilizza la tecnologia del nano carbonio per le piastre tubolari con la tecnologia dei tubi di vetro e l’elettrolita di gel di silice granulare, che evita il deterioramento del PAM dando una vita più lunga (modelli SLC).

Fig 6. Yuasa SLC Tubular plate with glass tube oxide holder and granular SiO2
Fig 6. Yuasa SLC Tubular plate with glass tube oxide holder and granular SiO2
Fig 6a. Yuasa SLC Tubular plate with glass tube oxide holder and granular SiO2
Fig 6a. Yuasa SLC Tubular plate with glass tube oxide holder and granular SiO2

Nel tipo a base di Li ci sono diverse chimiche:

(a). Batterie Li -NCM o NMC (Litio-Nichel-Manganese-Cobalto)

(b). Li-NCA (Litio-Nichel-Cobalto-Alluminio)

(c). Li-LMO (ossido di litio-nichel-manganese)

(d). LFP (fosfato di litio e ferro)

(e). LTO (ossido di litio-titanio)

(f). LCO (ossido di litio e cobalto)

Tra queste, le celle litio-ferro-fosfato (LFP) sono preferite per la considerazione dei costi, la sicurezza e la durata moderatamente più lunga. Ogni volta che si tratta di cobalto, il costo sarà più alto. Le batterie a base di nichel sono meno costose. Rispetto alle batterie AGM, il costo della batteria LFP è inferiore del 15-25% (https://www.batteryspace.com/LiFePO4/LiFeMnPO4-Batteries.aspx).

Tabella 4 Confronto tra VRLA AGM e batteria agli ioni di litio

GS Yuasa (Li-ion (LCO) Li-ferro fosfato (LFP) (Via della batteria) AGM (Exide India Ltd) AGM (Amararaja) Microtex Energy Pvt Ltd (Aquira)
Batteria (4 * 3.7V=) 14.8V /50Ah1 (4 * 3.2=)12.8V/47 Ah20 12V 40Ah5 12V/65 Ah20 12V/52,5 Ah5 12V/65 Ah20 12V/52,5 Ah5 12V/65 Ah20 12V/55,25 Ah5
Massa (Kg) 7.5 6.5 22 20 21.3
Dimensioni (mm) 175*194*116 197*131*182 174*350*166 351*167*165 350*166*174
Volume (litri) 3.94 4.7 10.11 9.67 10.11
Energia specifica (Wh/Kg) 98,7 (tasso di 1h) (batteria) (113,6 cella) 92.55 (tasso di 20 ore) 78.77 (tasso di 5 ore) 35,45 (tasso 20h) 26,5 (tasso 5h) 39 (tasso 20h) 31,5 (tasso 5h) 36,6 (tasso 20h) 29,6 (tasso 5h)
Densità di energia) (Wh/L) 188 128 77.1 80.66 77.2
Vita (anni) 10 6 5-6 4-6 10
Vita (cicli) 5500 2000 1000 (50% DOD); 2500 (30% DOD) (Modello NXT) 1300 (30% DOD) (Quanta) 1450(20% DOD) 500(50% DOD) (Aquira)
Impedenza 0.55mΩ (cella 3.7V/50Ah) ≤ 50 mΩ 8 (batteria 12V) 5.1 (12V)
Costo basato sulla durata del ciclo x Wh di SLA 1,5 a 2,0 0,75 a 0,85 1 1 1
Costo /kWh ($) 900 a 1000 500 a 600 100 100 100

1. Microtex Energy https://drive.google.com/file/d/16pjM25En0pyvg6RzpF4N3j1jtwvo7fMb/view
2. Greg Albright et. al., AllCell Tech http://www.batterypoweronline.com/wp-content/uploads/2012/07/Lead-acid-white-paper.pdf
3. https://static1.squarespace.com/static/55d039b5e4b061baebe46d36/t/56284a92e4b0629aedbb0874/14454Mar 201281106401/Fact+sheet_Lead+acid+vs+lithium+ion.pdf
4. https://pushevs.com/2015/11/04/gs-yuasa-improved-cells-lev50-vs-lev50n/
https://www.batterystreet.be/etiketten/160332_BStreet_CataloogEN_2016_LowR_.pdf
5. NXT https://docs.exideindustries.com/pdf/industrial-export-batteries/products/ups-batteries/12v-agm-vrla-catalogue.pdf
6. https://www.amararajabatteries.com/Files/Products/Quanta%20Catalogue.pdf

Tabella 5. Confronto della tecnologia delle batterie

Piombo acido allagato VRLA al piombo Ioni di litio (LiNCM)
Densità energetica (Wh/L) 80 100 250
Energia specifica (Wh/Kg) 30 40 150
Manutenzione regolare No No
Costo iniziale ($/k Wh) 65 120 600
Ciclo di vita 1,200 @ 50% 1.000 @ 50% DoD 1.900 @ 80% DoD
Tipica finestra di stato di carica 50% 50% 80%
Sensibilità alla temperatura Si degrada significativamente sopra i 25ºC Si degrada significativamente sopra i 25ºC Si degrada significativamente sopra i 45ºC
Efficienza 100% @ 20 ore, 80% @ 4 ore, 60% @ 1 ora 100% @ 20 ore, 80% @ 4 ore, 60% @ 1 ora 100% @ 20 ore, 99% @ 4 ore, 92% @ 1 ora
Incrementi di tensione 2V 2V 3.7V

L’efficienza con cui lavorano le batterie nel sistema solare fotovoltaico non è del 100% %. Una parte dell’energia viene persa nel processo di ciclismo. Nel caso delle batterie al piombo, l’efficienza è dell’80-85% e nei sistemi al Li la cifra è
%. Questo equivale a dire che se l’SPV produce 1000 Wh di energia, le celle al piombo possono immagazzinare un massimo di 850 Wh mentre le celle Li possono immagazzinare 950 Wh.

Una batteria agli ioni di litio Yuasa da 3,7 V * 4= 14,8V/50Ah (tasso di 1 h) pesa 7,5 kg. Il volume è (17,5*19,4*11,6) 3,94 litri. La capacità Wh è 14,8*50= 740. L’energia specifica è 740 Wh / 7,5 kg = 98,7 Wh/kg. La densità di energia è 740/3,94= 187,8 Wh/litro. [https://www .lithiumenergy.jp/en/Products/index.html]
Una batteria Exide AGM VRLA di capacità 12V/65Ah pesa 13,8 kg e le dimensioni sono 17*17*19,7 cm e il volume è 5,53 litri. La capacità in Wh è 12*65=780 Wh. L’energia specifica è 780 Wh / 13,8 kg =56,5 Wh/kg. La densità di energia è 780/5,53=141,0 Wh/litro. [https://docs .exideindustries.com/pdf/industrial-export-batteries/products/inverter-batteries/agm-vrla.pdf]
Batteria al litio ferro fosfato: 12V/47 Ah 6,5 kg.197*131*182 mm. 4,7 litri. 109 Wh/kg. 128 Wh/litro.
48V/30 Ah ReLion 3995 USD (https://relionbattery.com/insight) 1339.5 USD (https://relionbattery.com/insight-echnology)

Quale batteria solare ricaricabile è più adatta all'accumulo di energia solare?

Punti da considerare nella scelta delle batterie solari domestiche

Presupposti:
Sistema stand-alone
Utilizzo giornaliero di energia: 30 Watts al giorno = 30 W*24 h = 720 Wh.
Supponiamo che la tensione del sistema sia di 12 V.
Quattro giorni senza sole (4 giorni di autonomia)
La corrente sarebbe
30 W /12 V= 2,5 ampere*24 ore al giorno * 5 giorni (4 giorni senza sole inclusi) = 300 Ah a 2,5 A di scarica.
(Nota: ma una batteria di capacità 200 Ah può fornire 300 Ah (50% in più) se scaricata per 120 ore a 2,5 ampere, cioè 2,5 ampere per 5 giorni. Ora non lo stiamo prendendo in considerazione)

Quindi la batteria selezionata sarebbe 300 Ah @ 10 h di tasso

Capacità della banca di batterie solari:

Tasso di scarico e capacità
LAB: Le batterie piombo-acido forniscono diverse percentuali di energia a diverse correnti; più alta è la corrente di scarica, più bassa sarà la capacità prodotta.
(Vedere la tabella qui sotto)
LIB: differenza trascurabile

Tabella 6. Tasso di scarica e capacità in uscita Batteria al piombo (LAB)

Durata della dimissione (ore) Tensione di spegnimento per la batteria da 12V (V) Percentuale di capacità disponibile
120 10.8 150
20 10.8 115
10 10.8 100
5 10.8 85
3 10.5 72
1 9.6 50

Pertanto, dobbiamo selezionare una batteria adatta a seconda della capacità e della durata per cui è richiesto il backup.
Abbiamo selezionato una batteria da 300 Ah per un backup di 5 giorni di durata continua a 30 W.

Correzione della temperatura per la capacità di scarica delle batterie solari di backup

Batteria al piombo: Il fattore di correzione approssimativo per la temperatura può essere preso come 0,5% per grado C
Batteria agli ioni di litio: Non c’è bisogno di applicare
La capacità nominale è data a 27ºC in India. Ma se la temperatura di funzionamento è lontana dalla temperatura di riferimento, dobbiamo aumentare o diminuire la capacità Ah di conseguenza, nel caso del LAB. Più bassa è la temperatura, più bassa sarà la capacità.
Nei nostri calcoli, prendiamo 25-30ºC come temperatura e non è necessario applicare alcuna correzione.

Batteria solare Correzione della perdita di efficienza nel trasferimento dal solare fotovoltaico alla batteria e all'inverter

Correzione per la perdita di efficienza nel trasferimento da SPV alla batteria e all’inverter
Batteria al piombo: perdita del 15
Batteria solare agli ioni di litio: perdita del 5
Supponendo che sia stata scelta una batteria da 300 Ah e applicando il fattore di correzione, la capacità richiesta verrebbe portata a 345 Ah (300*1,15). Quindi questa batteria fornirebbe la corrente necessaria, tenendo conto dell’inefficienza di cui sopra.

Limite di profondità di scarica (DOD) sicuro dei sistemi di batterie solari:

Batteria al piombo: : 80

Batteria solare al litio: 80

Questo aspetto aumenterà ulteriormente la capacità richiesta a 345 /0,8 = 431 Ah

Fattore di sovraccarico della batteria solare (capacità di riserva di emergenza)

Batteria al piombo: 5
Batteria agli ioni di litio: 5
Per la considerazione del sovraccarico, dobbiamo aggiungere dal 5 al 10 % della capacità ottenuta nel passo (d) di cui sopra.
Quindi la capacità sarebbe 431*1,05 = 452 Ah.
Diciamo che una batteria da 12V 450 Ah sarebbe necessaria

Fattore di fine vita della batteria solare:

La batteria al piombo-acido (o qualsiasi tipo di batteria) è considerata a fine vita se la capacità ha raggiunto l’80%.
Quindi dobbiamo aggiungere un altro 25% in più. Quindi la capacità sarebbe 450/0,8 o 450*1,25 = 562 Ah. Deve essere selezionata la batteria di capacità più vicina. Si può optare per due numeri di batterie da 200 o 225 Ah in parallelo.

Batteria solare - Tempo di ricarica

Il tempo di ricarica dipende dall’uscita precedente. Il 10-15 per cento di Ah in più sarà sufficiente per una carica completa. Il tempo di ricarica SPV dipende dall’irradiazione solare e in tutti i paesi a clima tropicale, il sole splende dalle 6:00 alle 17:00. L’efficienza coulombica (o efficienza Ah) di una batteria al piombo è circa il 90% e l’efficienza energetica (o efficienza Wh) è del 75%. D’altra parte, l’efficienza di carica della batteria agli ioni di litio è dal 95 al 99%.

Batteria solare - Facilità di installazione

Entrambi i tipi di batterie al piombo o agli ioni di litio possono essere installati senza alcuna difficoltà. Le batterie devono essere protette dalle ondate di calore e dai venti ad alta velocità.

Quale batteria solare costa meglio a lungo termine?

La considerazione del costo vi condurrà al tipo di piombo-acido come indicato all’inizio. Se il costo della batteria al piombo è preso al 100% (su base kWh), la batteria agli ioni di litio costerà dal 500 al 1000% (da 5 a 10 volte più costosa ai tassi prevalenti, 2020).

Aspettativa di vita della batteria solare

Se la vita della batteria al piombo è presa come 100% %, la batteria agli ioni di litio (non LFP) durerà più a lungo almeno il doppio, mentre la vita della batteria agli ioni di litio LFP non è così lunga come le altre chimiche agli ioni di litio. Tuttavia, bisogna notare che l’investimento in batterie agli ioni di litio richiede ulteriori investimenti in costosi e sofisticati sistemi di gestione delle batterie.

Quanti watt di pannelli solari per caricare la batteria solare da 12V?

Quanti watt solari per caricare la batteria da 12 V?

La risposta giusta: Il wattaggio del pannello SPV richiesto dipende dalla capacità della batteria.
Un pannello solare per batteria solare da 12V (la maggior parte dei pannelli solari fotovoltaici sono valutati 12V) fornisce una tensione di origine da 13,6 a 18V. Il wattaggio può essere di qualsiasi valore, ma, più alto è il wattaggio, più bassa è la durata, una batteria viene ricaricata. Allo stesso modo, maggiore è l’intensità della radiazione solare, maggiore sarà la corrente prodotta. La maggior parte dei pannelli da 100 watt a 12 volt hanno in realtà 30 o 32 celle che generano circa 0,5 V ciascuna, tutte collegate in serie per produrre da 16 a 18 volt a circuito aperto. Si riduce a circa 15 volt quando il carico è collegato.

Quanti ampere può produrre un pannello solare da 12V/100W?

Anche se il pannello è classificato come 12V, produrrà circa 18 V e così:
La corrente in ampere prodotta = 100 W/18 V = 5,5A.
Ora, conosciamo la tensione e la corrente fornita dal pannello solare fotovoltaico durante le ore di sole.
Ma non possiamo collegare l’uscita del pannello solare fotovoltaico direttamente ai terminali della batteria. Qui, i controllori di carica vengono in aiuto. La batteria è inserita tra il regolatore di carica e l’inverter. L’uscita del pannello solare fotovoltaico è collegata al regolatore di carica.
Il regolatore di carica aiuta a monitorare quanta energia è immagazzinata nelle batterie per prevenire il sovraccarico. I regolatori di carica proteggono anche la batteria dalla sovrascarica e dal sovraccarico.

A seconda della capacità in ampere-ora (Ah) della batteria, la durata varia per una carica completa. Se si suppone che la radiazione solare sia disponibile per 7 ore, allora l’input per la batteria sarebbe 7 x 5,5 A = 38,5 Ah;
Il fatto che la batteria solare sia completamente carica o meno dipende dall’uscita precedente della batteria. Se l’uscita precedente è inferiore a 38,5 Ah, possiamo assumere con sicurezza che la batteria è stata completamente caricata. Si noti che l’efficienza coulombica (o efficienza Ah) di una batteria al piombo è circa il 90% e l’efficienza energetica (o efficienza Wh) è del 75%.

Quindi l’ingresso effettivo sarebbe 38,5 Ah *0,90 = 34,65 Ah. L’efficienza in Watt-ora avrebbe un valore inferiore, a seconda della tensione di uscita del pannello solare fotovoltaico.
Se è necessaria più corrente (ampere) per una carica rapida, si possono collegare in parallelo più pannelli solari fotovoltaici.
Bisogna anche considerare l’accettazione della corrente della batteria.
Qui, i controllori di carica vengono in aiuto
Allo stesso modo, per un pannello solare fotovoltaico portatile da 10 W (utilizzato in una lanterna portatile con una batteria da 12V/7Ah), la corrente prodotta sarà 10 W/ 18V = 0,55 A

Come collegare il pannello solare a 24V alla batteria solare a 12V?

Come al solito, il pannello solare fotovoltaico è collegato alla batteria attraverso un regolatore di carica (o un regolatore di carica MPPT, maximum power point tracking charge controller). Finché c’è un regolatore di carica, non ci si deve preoccupare della tensione più alta in uscita. Occorre tuttavia prestare attenzione a non superare l’Imax specificato sul retro del pannello. Naturalmente, la batteria solare avrà una carica rapida controllata.

Nota: Un regolatore di carica MPPT o inseguitore del punto di massima potenza è un convertitore elettronico da CC a CC che ottimizza la corrispondenza tra i pannelli solari fotovoltaici e il banco di batterie o la rete elettrica. Cioè convertono una tensione più alta in uscita dai pannelli solari e da altri dispositivi simili come i generatori eolici, fino alla tensione più bassa necessaria per caricare le batterie.

Come collegare i pannelli solari alla batteria?

Il pannello solare fotovoltaico non deve essere collegato direttamente alla batteria, a meno che non sia un pannello dedicato fatto per quella particolare batteria. Un semplice regolatore di carica è inserito tra il pannello solare fotovoltaico e la batteria per il buon funzionamento del sistema.

Come calcolare il pannello solare, la batteria e l'inverter?

Come calcolare le dimensioni del pannello solare e della batteria?

Il primo passo è conoscere i requisiti di carico dell’utente.
a. Tubo luce 40 W
b. Ventilatore da soffitto 75 W
c. Lampadine LED (3Nos. * 5W) 15 W
d. Computer portatile 100 W
Calcolate il wattaggio totale e anche la durata di utilizzo dei dispositivi.
Assumiamo il totale a 230 watt. In qualsiasi momento viene preso in considerazione il 50% di utilizzo. La durata di utilizzo è di 10 ore.
Quindi, il fabbisogno energetico degli apparecchi sarà = (230/2) W * 10 h = 1150 Wh al giorno.

Moltiplicare il totale dei Watt-ore al giorno richiesti dagli apparecchi per 1,3 (l’energia persa nel sistema) 1150*1,3= 1495 Wh, arrotondato a 1500 Wh (Questa è la potenza che deve essere fornita dai pannelli solari fotovoltaici).

Requisiti del pannello solare fotovoltaico

Supponendo che l’energia (Wh) richiesta per 10 ore sarà = 1500 Wh. L’irradiazione estiva forse da 8 a 10 ore. In inverno e nei giorni nuvolosi, la durata del sole può essere di 5 ore. Prendiamo il primo valore per calcolare il fabbisogno di potenza del pannello
Quindi, la potenza da SPV richiesta è 1500 Wh/ 10 h di sole = 1500 W.

In media, un singolo pannello solare fotovoltaico da 12V/100W produrrà circa 1000 Watt-ora (Wh) di carica (10 ore* 100 W). Quindi, il numero di pannelli solari fotovoltaici necessari = 1500 Wh /1000 Wh = 1,50, arrotondato a 2 pannelli da 12V/100 W. Abbiamo bisogno di pannelli solari fotovoltaici da 200 Watt, cioè 2 pannelli in parallelo. Oppure si può usare un pannello di 360 W.
Se prendiamo 5 ore di insolazione solare, possiamo richiedere 1500 Wh/500 Wh = 3 pannelli in parallelo o un pannello solare fotovoltaico di 360 W.

Nota:
Questo rendimento solare fotovoltaico potrebbe non essere sufficiente in inverno, poiché abbiamo preso 10 h di insolazione solare per il calcolo. Ma in questi ultimi calcoli, prendiamo 2 giorni senza sole e quindi l’uscita può non essere un problema in inverno. Dobbiamo correre questo rischio per evitare un aumento dei costi dei pannelli solari fotovoltaici.

Per un pannello solare fotovoltaico da 100 W, si applicano i seguenti parametri

Potenza di picco (Pmax) =100 W
Tensione di potenza massima (VAmp = 18 V
Corrente di potenza massima (IMP) = 5,57 A (100 W/17,99 V)
Tensione a circuito aperto (VOC) =21,84 V
Corrente di corto circuito (ISC) = 6,11 A
Efficienza del modulo (sotto STC) = 13,67
Fusibile massimo suggerito = 15 A

L’efficienza del pannello solare fotovoltaico conta nel determinare la superficie dei pannelli solari. Più bassa è l’efficienza, più alta è la superficie richiesta. Le efficienze dei pannelli disponibili in commercio variano dall’8 al %, tutto dipende dal costo del pannello solare fotovoltaico.

Dimensionamento della batteria solare domestica

Questa è la parte più difficile dell’esercizio di dimensionamento. Ma un semplice calcolo dimostrerà che abbiamo bisogno di una batteria da 12V/125Ah. Come?
1500 Wh / 12 V = 125 Ah (Ricorda Wh = Ah *V. Ah = Wh/V).
Ma ci sono diverse inefficienze che dobbiamo considerare prima di finalizzare la capacità della batteria. Essi sono:
a. Correzione per la perdita di efficienza nel trasferimento di energia dal pannello solare fotovoltaico alla batteria e all’inverter ( %. È stato preso in considerazione durante il calcolo del fabbisogno totale di Wh 1200Wh è diventato 1560 Wh, prendendo il 30% di perdita nella sezione “Come calcolare il pannello solare, la batteria e l’inverter?)

b. Limite DOD sicuro: (80 %. Il fattore 1.0 diventa 1/0.8= 1.25) (Nota: la maggior parte dei professionisti prende il limite di profondità di scarico sicuro (DoD) come 50% %. È troppo basso). Inoltre, abbiamo in programma quattro giorni senza sole. Per il 50% di DOD a fine vita, il fattore sarebbe 1/0,5= 2.
c. Fattore di sovraccarico (capacità di riserva di emergenza) (5 %. fattore 1,25 diventa 1,25*1,05 =1,31).

d. Fattore di fine vita: (80%. Quando la batteria raggiunge l’80% della sua capacità nominale, si dice che la vita è finita. Quindi il fattore 1,31 diventa 1,31/0,8 o 1,31*1,25 = ~1,64).

Quindi, la capacità della batteria sarebbe quasi due volte = 125*1,64= ~ 206 Ah a 10 ore. La capacità disponibile più vicina sarebbe 12V/200Ah a 10 h.

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Nota:

  1. Abbiamo calcolato solo per un giorno, cioè 10 ore al giorno.
  2. Abbiamo assunto il 50% del carico totale di 2
  3. Non abbiamo preso in considerazione i giorni senza sole (o senza sole).
  4. Normalmente tutti i professionisti prendono da 3 a 5 giorni di autonomia (cioè giorni senza sole);
  5. Se prendiamo anche 2 giorni di autonomia, la capacità della batteria sarebbe di 200 + (200*2) = 600 Ah.
  6. Possiamo usare tre numeri di batterie da 12V/200 Ah in parallelo. Oppure possiamo usare sei numeri di celle da 2V pesanti di 600 Ah di capacità in serie.

Dimensionamento dell'inverter solare

La potenza d’ingresso dell’inverter deve essere compatibile con la potenza totale in watt degli apparecchi. L’inverter deve avere la stessa tensione nominale della batteria. Per i sistemi stand-alone, l’inverter deve essere abbastanza grande per gestire la quantità totale di potenza utilizzata. Il wattaggio dell’inverter dovrebbe essere circa il 25% più grande della potenza totale degli apparecchi. Se nel circuito sono inclusi elettrodomestici come lavatrici, compressori d’aria, miscelatori ecc., la dimensione dell’inverter dovrebbe essere almeno 3 volte la capacità di questi apparecchi per occuparsi della corrente di picco durante l’avvio.

Nel calcolo di cui sopra, il wattaggio totale è di 230 W (cioè a pieno carico). Quando includiamo un margine di sicurezza del 25%, la potenza dell’inverter sarebbe 230*1,25 = 288 W.

Se non includiamo elettrodomestici che spuntano come le lavatrici ecc., l’inverter 12V/300 W è sufficiente. Altrimenti, dobbiamo optare per un inverter da 1000 W (o 1 kW).

Dimensionamento del regolatore di carica solare

Il regolatore di carica solare dovrebbe corrispondere alla potenza del campo fotovoltaico e delle batterie. Nel nostro caso stiamo usando pannelli solari da 12V/300 Watts. Per arrivare alla corrente, dividete 300 W per 12 V = 25 A e poi identificate quale tipo di regolatore di carica solare è adatto alla vostra applicazione. Dobbiamo assicurarci che il regolatore di carica solare abbia una capacità sufficiente per gestire la corrente del campo fotovoltaico.
Secondo la pratica standard, il dimensionamento del regolatore di carica solare consiste nel prendere la corrente di corto circuito (Isc) del campo fotovoltaico e moltiplicarla per 1,3

Potenza del regolatore di carica solare = Corrente totale di corto circuito del campo fotovoltaico= (2*6,11 A) x 1,3 = 15,9 A.
Prendendo in considerazione il calcolo del wattaggio mostrato sopra, il regolatore di carica dovrebbe essere 12V/25 A (senza spiking di macchine come le lavatrici ecc.)

Come caricare la batteria con il pannello solare?

Come caricare le batterie al piombo da 12 V con un pannello solare?

Si può caricare la batteria di un'auto con i pannelli solari?

Il primo punto da notare è che ci deve essere compatibilità tra la batteria e il pannello solare fotovoltaico. Per esempio, il pannello solare fotovoltaico deve essere di 12V se si vuole caricare una batteria di 12V. Tutti noi sappiamo che un solare fotovoltaico con una potenza di 12 V/100 watt produrrà quasi 18 V di tensione a circuito aperto (VOC) e 16V di tensione di potenza massima (VAmp) e una corrente di potenza massima (IMP) di 5,57 A (100 W/17,99 V)

Una volta che la tensione e la capacità della batteria sono note o disponibili, i calcoli mostrati nella sezione precedente possono essere seguiti.
L’aspetto più importante è che la batteria non deve essere collegata direttamente al pannello solare fotovoltaico. Come discusso in precedenza, dovrebbero essere utilizzati un regolatore di carica e un inverter di potenza adeguata.

Oppure
Se l’utente può monitorare la tensione terminale della batteria (TV) (cioè, continuare a prendere le letture della tensione terminale della batteria ogni tanto), il pannello solare fotovoltaico può essere collegato direttamente alla batteria. Una volta che la batteria è completamente carica, la carica dovrebbe essere terminata. I criteri per la carica completa dipendono dal tipo di batteria. Per esempio, se si tratta di una batteria al piombo-acido di tipo allagato, la tensione di carica può arrivare fino a 16 V o più per una batteria da 12V. Ma se si tratta di un tipo regolato da valvole (il cosiddetto tipo sigillato), la tensione in qualsiasi momento non dovrebbe superare i 14,4 per una batteria da 12V.

Come collegare la batteria al pannello solare?

Come collegare i pannelli solari alle batterie del camper?

Il cablaggio del pannello solare fotovoltaico per veicoli ricreazionali (RV) è lo stesso degli altri pannelli SPV. Il pannello solare fotovoltaico non deve essere collegato direttamente alle batterie. L’RV avrà il proprio regolatore di carica e altri componenti del sistema come nell’SPV sul tetto.
A seconda della potenza del Solare Fotovoltaico (più importante, la tensione), i collegamenti delle batterie devono essere fatti. Se l’uscita solare fotovoltaica è di 12V, allora una batteria da 12V può essere collegata tramite un regolatore di carica adatto. Se avete più batterie da 12V come ricambi, queste batterie di ricambio possono essere collegate all’SPV in parallelo con la batteria già collegata. Non collegarli mai in serie.

Fig 7. Different types of connection of batteries to SPV panels
Fig 7. Different types of connection of batteries to SPV panels

Se avete due numeri di batterie da 6 V, collegatele in serie e poi al pannello solare fotovoltaico
Se la tensione di uscita del pannello solare fotovoltaico è di 24 V, è possibile collegare in serie due numeri di batterie da 12V.

Vale la pena ottenere una batteria solare?

Sì, vale la pena ottenere una batteria solare. La batteria solare è progettata specialmente per le applicazioni solari e quindi ha una vita più lunga rispetto ad altri tipi di batterie al piombo-acido. Possono resistere a temperature di funzionamento più elevate e dare una vita più lunga per l’applicazione a bassa scarica prevista. Inoltre, sono di tipo regolato da valvole e quindi il costo di manutenzione è quasi nullo. Non c’è bisogno di fare l’aggiunta periodica di acqua nelle celle.

Se intendi il sistema solare fotovoltaico, allora la risposta è: Dove vuoi usarlo? È un posto lontano senza connettività di rete? Allora è sicuramente redditizio e conveniente.
Tranne la parte della batteria, tutti gli altri componenti hanno un’aspettativa di vita di oltre 25 anni. Il beneficio finanziario finale fornito dall’energia solare supererà di gran lunga qualsiasi prezzo che si paga per l’energia solare.
Il periodo di recupero del costo dipende principalmente dal costo dell’elettricità da DISCOM.

Le batterie solari sono convenienti?

Periodo di ritorno = (Costo totale del sistema – Valore degli incentivi) ÷ Costo dell’elettricità ÷ Uso annuale dell’elettricità
Per un impianto solare fotovoltaico da 1 kW, il costo di riferimento è di 65.000 rupie. Il sussidio del governo è di 40.000 rupie.
Potete avere i vostri calcoli.

Come evitare che un pannello solare sovraccarichi una batteria solare?

Tutti i caricabatterie sono fabbricati con buone pratiche di fabbricazione. Quando un regolatore di carica è collegato tra il pannello SPV e la batteria, non ci si deve preoccupare dei caricatori.

Ma, un inseguitore digitale del punto di massima potenza(MPPT) è una buona opzione invece di un semplice regolatore di carica. Un MPPT è un convertitore elettronico da CC a CC che ottimizza la corrispondenza tra il campo solare (pannelli fotovoltaici) e il banco batterie. Rileva l’uscita DC dai pannelli solari, la cambia in AC ad alta frequenza e scende ad una diversa tensione e corrente DC per soddisfare esattamente i requisiti di potenza delle batterie. Il vantaggio di avere un MPPT è spiegato di seguito.

Qual è il miglior caricabatterie solare?

La maggior parte dei pannelli fotovoltaici sono costruiti per un’uscita da 16 a 18 volt, anche se la tensione nominale del pannello SPV è di 12 V. Ma una batteria da 12 V nominali può avere una tensione effettiva da 11,5 a 12,5 V (OCV) a seconda dello stato di carica (SOC). In condizioni di carica, una componente extra di tensione deve essere fornita alla batteria. Nei normali regolatori di carica, la potenza extra prodotta dal pannello SPV viene dissipata come calore, mentre un MPPT rileva i requisiti della batteria e dà una potenza maggiore se il pannello SPV produce una potenza maggiore. Così, lo spreco, il sottocarico e il sovraccarico sono evitati usando un MPPT.

La temperatura influisce sulle prestazioni del pannello SPV. Quando la temperatura aumenta, l’efficienza del pannello SPV diminuisce. (Nota: quando il pannello SPV è esposto a una temperatura più alta, la corrente prodotta dal pannello SPV aumenterà, mentre la tensione diminuirà. Poiché la diminuzione della tensione è più veloce dell’aumento della corrente, l’efficienza del pannello SPV diminuisce). Al contrario, a temperature più basse, l’efficienza aumenta. A temperature inferiori a 25°C (che è la temperatura delle condizioni di prova standard(STC), l’efficienza aumenta. Ma l’efficienza si bilancerà nel lungo periodo.

Come calcolare il tempo di carica della batteria solare tramite pannello solare?

All’inizio, dovremmo sapere
1. Lo stato di carica (SOC) della batteria
2. Capacità della batteria &
3. Caratteristiche di uscita del pannello SPV.
Il SOC indica la capacità disponibile della batteria. Per esempio, se la batteria è carica al 40%, diciamo che il SOC è al 40% o al fattore 0,4. D’altra parte, la profondità di scarica (DOD) indica la capacità già rimossa dalla batteria. Nell’esempio precedente del 40% di SOC, il DOD è del 60% %.
SOC + DOD = 100% %.
Una volta che conosciamo il SOC, possiamo dire quanta energia deve essere fornita alla batteria per portarla a piena carica.

Come caricare la batteria solare?

Se l’uscita dal pannello SPV è di 100 W e la durata della carica è di 5 ore, allora l’ingresso nella batteria è di 100 W*5h = 500 Wh. Per una batteria da 12V, questo significa che abbiamo dato un input di 500 Wh/12V = 42 Ah. Supponendo che la capacità della batteria sia di 100 Ah, significa che abbiamo caricato al 42% SOC, se la batteria fosse stata completamente scarica. Se la batteria è stata scaricata solo al 40% (40%DOD, 60% SOC), questo ingresso è sufficiente per una carica completa.

Il modo corretto è quello di includere un regolatore di carica, che si occuperà della carica della batteria.

Quale dimensione del pannello solare per una batteria da 7 Ah?

Un pannello SPV da 12V-10 Wp è sufficiente per una batteria VRLA da 7,5Ah. Un regolatore di carica di 12V-10A dovrebbe essere incluso nel circuito. Il regolatore di carica avrà disposizioni per selezionare le impostazioni di tensione di disconnessione della batteria (11,0 ± 0,2 V o come richiesto) e di riconnessione (12,5 ± 0,2 V o come richiesto). La batteria VR verrebbe caricata a 14,5 ± 0,2 V in modalità tensione costante.

Un pannello da 10 W fornirà 10Wh (0,6A @ 16,5V) nell’arco di un’ora in condizioni di test standard (1000W/m2 e 25°C – equivalente a un’ora di sole di picco). Per circa 5 ore equivalenti di sole in estate darà 50 Wh. Così, un ingresso di 50 Wh/14,4 V =3,47 Ah sarà messo nella batteria.

Il pannello solare caricherà completamente una batteria solare?

Il pannello solare da solo non dovrebbe mai essere usato per caricare una batteria. Come descritto sopra, un regolatore di carica del pannello solare fotovoltaico deve essere inserito tra il pannello e la batteria. Il regolatore di carica si occuperà del completamento della carica.

Quanti pannelli solari e batterie per alimentare una casa?

Non c’è una risposta diretta a questa domanda, perché ogni famiglia ha il suo fabbisogno energetico unico. Due case della stessa dimensione possono avere esigenze energetiche completamente diverse.
Quindi, segui il processo indicato di seguito per arrivare alle specifiche adatte per il pannello solare fotovoltaico, le batterie e i regolatori di carica.
Passo 1. Calcolare il fabbisogno giornaliero di energia e il fabbisogno energetico della casa.

Tabella 7. Fabbisogno giornaliero di corrente e di energia

Elettrodomestici Apparecchio elettrico/elettrico No. Totale W 5 Ore di utilizzo e necessità totale di Wh al giorno
Lampadine a LED 10W 10 100 5 ore; 500 Wh o 0,5 kWh o unità (15 kWh al mese)
Ventilatori da soffitto 75W 3 225 5 ore; 1,25 unità (15+37,5=52,5 kWh al mese)
Luci a tubo 40W 4 160 5 ore; 0,8 kWh (52,5+24=76,5 kWh al mese)
Laptop 100W 1 100 10 ore; 1,0 unità (76,5+30=106,5 kWh al mese)
Frigorifero 300W (200 litri) 1 300 5 Ore;1,5 Unità (106,5+45=152 kWh al mese)
Lavatrice 1000W 1 1000 1 ora; 1 unità (152+30=182 kWh al mese)

1. Fabbisogno totale di energia al giorno = 182 kWh / 30 giorni = 6,07 kWh Diciamo, 6000 Wh
2. Ma in qualsiasi momento la totalità dei 6000 Wh non viene utilizzata. Quindi devono calcolare il bisogno medio in Wh. Possiamo prendere il 50% di 6000 = 3000 Wh.

Passo 2. Calcolare il fabbisogno giornaliero di energia del pannello solare della casa.

  1. 3000 Wh / 5 ore = 600 W o 0,6 kW di pannello è necessario.
  2. Ma dobbiamo prendere in considerazione l’efficienza del pannello SPV. Quindi dividete questo valore per 0,9. Otteniamo 0,6/0,9 = 666 Wh
  3. Possiamo selezionare quattro pannelli da 365 W (PMax = 370 W) (per esempio, LG365Q1K-V5). Utilizzandone due in parallelo e due in serie, si ottengono da 1380 (WRated) a 1480 (W@40C°) a una tensione da 74,4 (VMPP) a 87,4 V (VOCV). La corrente nominale dell’array è di 19,94 A

Passo 3. Calcolare il fabbisogno di energia della batteria solare

1. Le batterie possono essere scaricate dell’80% solo nelle applicazioni solari fotovoltaiche. Quindi dividete questo Wh per 0,8; 6300/0,8 =7875Wh
2. Di nuovo, per le scorte tampone (senza domeniche – 2 giorni), dobbiamo moltiplicare per 1+2 = 3. Quindi il Wh della batteria richiesto è 7875 Wh*3 = 23625 Wh.
3. Per convertire questo Wh in Ah, dobbiamo dividere il Wh per la tensione della batteria da procurare. 23625 Wh /48 V= 492 Ah. O 23625 /72 = 328 Ah.

    • Se scegliamo un sistema a 48 V, la batteria Marchio Microtex 6 La batteria tubolare al gel VRLA OPzV420 Solar è la batteria ideale (24 celle da 2 V da 512 Ah @ C10) progettata appositamente per le applicazioni solari. Se scegliamo un sistema a 72 V, allora il tipo 6 OPzV300 (36 numeri di celle da 2V da 350 Ah @ C10) va bene.
    • Se desideriamo batterie AGM VRLA per un sistema a 48V, le batterie Microtex a sei numeri di M 500V (8V, 500 Ah @ C10) sono le batterie ideali, progettate appositamente per applicazioni solari di lunga durata. Se scegliamo un sistema a 72 V, allora il marchio Microtex nove numeri del tipo M 300 V (8V, 300 Ah @ C10) è buono

Queste batterie sono compatte e sono impilabili in rack orizzontali, con un basso ingombro

Passo 4. Calcolare le specifiche del regolatore di carica


Poiché usiamo una batteria di 48 V (24 celle) nominale, abbiamo bisogno di un regolatore di carica di 2,4 V*24 = 57,6 V. Con un regolatore di carica Classic 150 di MidNite Solar, la corrente di carica sarà di 25,7 A ad una tensione di carica di 57,6 V (per una batteria da 48V).

Se usiamo una batteria di 72 V (36 celle) nominale, abbiamo bisogno di un regolatore di carica di 2,4 V*36 = 86,4 V. Con un regolatore di carica Classic 150 di MidNite Solar, la corrente di carica sarà di 25,7 A per questa tensione, la corrente di carica della batteria sarà di 25,7 A. Un problema con il sistema di batterie a 72 V è che dobbiamo aggiungere un pannello in più in serie; quindi un totale di 6 pannelli (invece di 4) devono essere procurati. Quindi è meglio andare per un sistema di batterie a 48 V.

Per quanto riguarda i requisiti di corrente di carica e scarica, dato che usiamo un MPPT di 150V/ 86 A, le correnti di carica e scarica saranno correttamente prese in carico dall’MPPT.
Ma i produttori richiedono una tensione di carica da 2,25 a 2,3 V per cella (Vpc), la tensione di carica può essere impostata ai livelli di tensione specificati.

Come usare l'energia solare senza batterie?

Non è consigliabile utilizzare direttamente i pannelli SPV, a meno che la tensione dell’array e l’apparecchio siano compatibili, anche l’apparecchio dovrebbe essere di tipo DC.
Altrimenti, ci dovrebbe essere sempre un regolatore di carica PWM o un MPPT sofisticato.
Quando non c’è una batteria per immagazzinare energia, dobbiamo vendere l’energia prodotta in eccesso alla DISCOM locale. Quindi deve essere un sistema SPV collegato alla rete.

Abengoa, una società di energia rinnovabile con sede in Spagna, ha già costruito diversi impianti solari che immagazzinano l’energia in eccesso nel sale fuso, che può assorbire temperature estremamente elevate senza cambiare stato. Abengoa ha recentemente ottenuto un altro contratto per costruire un impianto di stoccaggio solare da 110 megawatt a base di sale in Cile, che dovrebbe essere in grado di immagazzinare 17 ore di energia di riserva. [ https://www.popularmechanics.com/science/energy/a9961/3-clever-new-ways-to-store-solar-energy-16407404/]
Un’idea sviluppata di recente è quella di pompare l’acqua usando l’elettricità dei pannelli solari ad altezze elevate (per esempio sul tetto), il che significa che immagazzinano energia potenziale che può poi essere convertita in energia cinetica quando è volata giù e quindi, elettricità quando quest’acqua che scorre è usata per far girare delle turbine. È come una combinazione solare-idroelettrica!

Un altro modo è quello di dirigere l’energia del tuo sistema fotovoltaico verso un elettrolizzatore d’acqua che genera idrogeno gassoso dall’acqua. Questo gas idrogeno viene immagazzinato e può essere utilizzato in un secondo momento come batteria per generare elettricità. Questo è usato principalmente per scopi industriali.[ https://www.environmentbuddy.com/energy/how-to-store-solar-energy-without-batteries/]

I pannelli solari assorbiranno fotoni dal sole che entreranno nel sistema dove una lega di alluminio viene riscaldata e passa da uno stato solido a uno liquido. Con questo metodo, permette l’immagazzinamento di una quantità molto densa di energia nel materiale che sarà inviata come calore al generatore Stirling. Da lì, si trasforma in elettricità con zero emissioni e ad un costo inferiore. https://www.sciencetimes.com/articles/25054/20200318/breakthrough-concept-for-storing-energy-without-batteries.htm

Come testare la batteria solare?

L’Organizzazione degli standard indiani ha formulato la norma IS 16270:2014 per testare le celle e le batterie secondarie per l’applicazione solare fotovoltaica. È disponibile anche il numero di specifica IEC 62133: 2012. Queste due specifiche sono identiche.

I seguenti test sono descritti in dettaglio:

  1. Capacità nominale
  2. Resistenza (test del ciclo di vita)
  3. Ritenzione della carica
  4. Resistenza ciclica nell’applicazione fotovoltaica (condizioni estreme)
  5. Recuperare dalla solfatazione
  6. Perdita d’acqua sulla carica del galleggiante
  7. Test di efficienza

Posso caricare una batteria direttamente da un pannello solare?

Non è consigliabile utilizzare direttamente i pannelli SPV, a meno che la tensione dell’array e l’apparecchio siano compatibili, anche l’apparecchio dovrebbe essere di tipo DC.

Come funzionano i banchi di batterie solari?

Come qualsiasi altro banco di batterie, anche la batteria solare fornisce energia su richiesta. A seconda delle esigenze di potenza e della durata per la quale questa potenza è richiesta, si determina la capacità del banco di batterie e la sua configurazione.
La potenza richiesta e la durata determineranno anche la capacità del pannello solare.

I pannelli solari e la batteria sono collegati tramite un regolatore di carica in modo che la batteria o gli elettrodomestici non siano danneggiati a causa di una tensione o corrente eccessiva. Anche in questo caso la corrente dalla batteria sarà DC e questa DC sarà convertita in AC come richiesto da un inverter solare. Alcuni apparecchi che funzionano a corrente continua possono essere collegati al regolatore di carica.
Gli utenti che non hanno familiarità con il collegamento delle batterie dovrebbero consultare un esperto prima di collegare le batterie tra di loro per fare un banco di batterie adatto o la batteria al regolatore di carica o inverter.

Le batterie al gel sono buone per il solare?

Sì. Le batterie al gel sono del tipo regolato a valvole e quindi la necessità di manutenzione è quasi nulla. Offrono prestazioni superiori in applicazioni fluttuanti e cicliche, senza alcuna diminuzione dell’affidabilità o dell’affidabilità per tutta la durata di vita delle celle. Le spine positive sono fatte con una lega speciale resistente alla corrosione con un alto contenuto di stagno per offrire buone prestazioni per tutta la vita delle celle.
Sono adatti a tutte le applicazioni di immagazzinamento di energia rinnovabile, UPS, interruttori e controllo, applicazioni di segnali e telecomunicazioni (S & T) delle ferrovie.

Queste celle sono fatte con piastre tubolari fabbricate usando un processo di pressofusione ad alta pressione e quindi offrono fusioni senza pori che permettono una vita di oltre 20 anni. Sono celle pronte all’uso, caricate in fabbrica, senza stratificazione di elettroliti. L’ingombrante aggiunta d’acqua periodica (rabbocco) viene eliminata grazie alla costruzione VR.

Hanno valvole appositamente progettate con materiali ignifughi in modo che i rischi di incendio siano completamente eliminati.

Posso usare la batteria dell'auto per il solare?

Qualsiasi tipo di batteria può essere usato per l’applicazione SPV. Le batterie per automobili sono destinate a scariche ad alto tasso e quindi fabbricate con piastre piatte più sottili. Quindi la loro vita in applicazioni cicliche profonde sarà molto scarsa.
Si possono usare in applicazioni solari fotovoltaiche, ma non ci si deve aspettare una lunga durata.

Posso usare la batteria solare in un normale inverter?

Sì. Ci dovrebbe essere compatibilità tra l’inverter e la batteria in termini di tensione. L’inverter dovrebbe avere una tensione di carica massima di 2,25-2,3 V per cella (Vpc), cioè 13,5-13,8 V per una batteria da 12V. Allora non ci saranno problemi.

Posso usare la normale batteria dell'inverter per il banco batteria del pannello solare?

Sì. Ma l’aspetto della manutenzione pone dei problemi e comporta anche degli aumenti di costo rispetto alle batterie solari al gel. Rabboccare regolarmente, pulire i terminali e le rondelle, i bulloni e i dadi e le cariche periodiche di equalizzazione: questi sono alcuni degli aspetti della manutenzione.

Quante batterie sono necessarie per un sistema solare da 10 kW?

Le specifiche delle batterie per un sistema solare da 10 kW (off-grid) dovrebbero essere decise prendendo in considerazione diversi parametri come i requisiti giornalieri di kW e kWh, la capacità del pannello SPV, l’insolazione solare, ecc.
Tuttavia, la maggior parte dei sistemi off-grid su tetto da 7,5 kW a 10 kW di capacità (da 700 a 1000 piedi quadrati di superficie del tetto richiesti) usano sistemi da 120 V di batterie da 150 Ah insieme a 16 moduli di pannelli solari da 320 WP.
Il sistema solare fotovoltaico collegato alla rete non richiede lo stoccaggio di batterie.

Come caricare più batterie con un solo pannello solare?

Tutti i regolatori di carica solare permettono di caricare una sola batteria. Al giorno d’oggi, ci sono regolatori di carica che hanno l’opzione di avere la possibilità di caricare due banchi di batterie. I due banchi di batterie sono caricati separatamente utilizzando lo stesso regolatore e i pannelli solari. Ci sono due punti di connessione separati per la batteria sul regolatore di carica.
In assenza del suddetto tipo di regolatori di carica, le due batterie possono essere caricate da un pannello solare utilizzando due regolatori di carica solare. I regolatori di carica sono stati specificamente progettati per essere utilizzati in questa configurazione. I due regolatori di carica solare monitorano e controllano individualmente in modo efficiente per assicurare una corrente di carica (ampere) e una tensione ottimali.

Quanti pannelli solari ci vogliono per caricare una batteria da 12 volt?

Un singolo pannello solare è sufficiente per caricare una batteria da 12V. La tensione in uscita da un pannello SPV è adatta a caricare una batteria da 12V ed è nell’intervallo da 16 a 17,3 V.

La corrente dipende dal numero di celle solari collegate in parallelo. Ogni cella SPV può produrre circa 0,55-0,6 V (OCV) e una corrente di 2 A a seconda delle dimensioni della cella, dell’insolazione solare (espressa in W/m2) e delle condizioni climatiche.

35 celle in serie producono da 35 a 40 W a 17,3. La cella ha un diametro di 4 pollici. Normalmente modulo solare
il pannello è installato in un telaio di alluminio orientato verso l’equatore (sud) e inclinato di un angolo di circa 45° S.
Una cella da 40 W ha una superficie di 91,3 cm 2 e la tensione è di 21 V (OCV) e 17,3 V (OCV). Può produrre una corrente di 2,3 A.
Allo stesso modo, un pannello da 10 W darà 10 Wh (0.6A @ 16.5V) in un’ora sotto standard
condizioni di prova (1000 W/m2 e 25C – equivalente a un’ora di “picco” di sole). Per circa 5 ore di sole equivalente in estate darà 50 Wh.

Quale batteria è meglio per il solare?

Le batterie solari ad elettrolita gelificato sono le migliori per considerazioni di costo.
Ma oggi, le batterie Li-ion con le loro migliori prestazioni sono preferite dagli utenti.
Una batteria al piombo di 24 kWh è uguale a:
– 2.000 Ah a 12 volt
– 1.000 Ah a 24 volt
– 500 Ah a 48 volt
Per gli stessi 24 kWh, è sufficiente una batteria Li-ion di 13,13 kWh
– 1.050 Ah a 12 volt
– 525 Ah a 24 volt
– 262,5 Ah a 48 volt (https://www.wholesalesolar.com/solar-information/battery-bank-sizing)

Dimensionamento delle batterie al piombo

10 kWh x 2 (per una profondità di scarica del 50%) x 1,25 (fattore di efficienza di carica dell’80%) = 25,0 kWh

Ma se prendiamo i calcoli dell’80% di DOD per le batterie al piombo-acido a ciclo profondo, i kWh richiesti saranno inferiori.

10 kWh *1,25 (o 10/0,8) (per una profondità di scarica dell’80%) moltiplicato per 1,25 (efficienza di carica dell’80%), la batteria necessaria sarà di 15,6 kWh

Dimensionamento della batteria agli ioni di litio

10 kWh x 1,25 (per l’80% di profondità di scarica) x 1,05 (fattore di efficienza di carica del 95%) = 13,16 kWh

Posso collegare un pannello solare da 24 V a una batteria da 12 V?

Sì. Ma dobbiamo includere un regolatore di carica tra il pannello SPV e la batteria. Altrimenti la batteria può essere danneggiata a causa del sovraccarico o addirittura può esplodere, se le condizioni sono favorevoli all’accumulo di gas idrogeno al di sopra del limite pericoloso e alla produzione di una scintilla.

Qual è la differenza tra batteria solare e batteria normale?

La batteria solare è fatta con piastre tubolari fabbricate usando un processo di pressofusione ad alta pressione e quindi offre fusioni senza pori che permettono una vita di oltre 20 anni. Sono celle pronte all’uso, caricate in fabbrica, senza stratificazione di elettroliti. L’ingombrante aggiunta d’acqua periodica (rabbocco) viene eliminata grazie alla costruzione VR. Hanno valvole appositamente progettate con materiali ignifughi in modo che i rischi di incendio siano completamente eliminati.

Le batterie al gel sono di tipo regolato a valvole e quindi la necessità di manutenzione è quasi nulla. Offrono prestazioni superiori in applicazioni fluttuanti e cicliche, senza alcuna diminuzione dell’affidabilità o dell’affidabilità per tutta la durata di vita delle celle. Le spine positive sono fatte con una lega speciale resistente alla corrosione con un alto contenuto di stagno per offrire buone prestazioni per tutta la vita delle celle.

Al contrario, le batterie normali sono fatte con leghe convenzionali per le griglie e anche la vita non è più lunga. Ma l’aspetto della manutenzione pone dei problemi e comporta anche degli aumenti di costo rispetto alle batterie solari al gel. Rabboccare regolarmente, pulire i terminali e le rondelle, i bulloni e i dadi e le cariche periodiche di equalizzazione: questi sono alcuni degli aspetti della manutenzione.

Fig 2. Un semplice sistema solare fuori griglia
Fig 2. Un semplice sistema solare fuori griglia

Come collegare il pannello solare alla batteria al regolatore di carica:

Il regolatore di carica sarà collegato tra il pannello solare fotovoltaico e la batteria

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