Солнечная батарея Хранение солнечной энергии
В настоящее время в широком смысле для применения в солнечных фотоэлектрических системах (SPV) коммерчески доступны только два типа батарей.
К ним относятся:
Свинцово-кислотная батарея и литий-ионная батарея
В этом типе существует в основном три разновидности:
(a). Затопленный тип( типыплоских и трубчатых пластин)
(b). Аккумулятор AGM VRLA
(c). Гелевая батарея VRLA
Из этих типов в порядке возрастания стоимости можно выделить гелевые>AGM>Flooded. Но большинство инженеров выбирают гелевые Valve Regulated батареи из-за их более длительного срока службы и устойчивости к высоким температурам.
Поскольку залитые батареи требуют регулярного обслуживания, те, кто может следить за батареями, могут выбрать этот тип. Кроме того, эти батареи выделяют газы водород и кислород, поэтому в помещении, где установлены батареи, должна быть обеспечена достаточная вентиляция. Важно регулярно доливать электролит водой и содержать верхнюю часть батарей в чистоте, не допуская попадания пыли и брызг кислоты. Если просторные помещения для батарей недоступны, следует предпочесть герметичные необслуживаемые батареи с клапанным регулированием.
Люди, которые не могут заниматься техническим обслуживанием, должны предпочесть AGM или гелевые батареи с плавающим/зарядным током при одинаковом напряжении. Батареи AGM лучше подходят для приложений высокой мощности благодаря более низкому внутреннему сопротивлению. Из этих двух типов батарей батареи AGM более теплые благодаря более высокой эффективности рекомбинации. Это объясняется различиями в структуре пор этих двух типов. Срок службы батарей зависит от различных факторов, поэтому ученые и инженеры, занимающиеся исследованиями и разработками батарей, полагаются на определенные процедуры, изложенные в промышленных стандартах, таких как BIS (индийские стандарты), BS (британские стандарты), IEC (Международная электротехническая комиссия), IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике) и др.
В ускоренных испытаниях на срок службы, проведенных с плоскими пластинчатыми и трубчатыми батареями, срок службы был оценен как 21,3 года при 25°C и 27,5 лет при 25°C, соответственно. Эти батареи были изготовлены компанией BAE Batterien GmbH, Берлин. [Wieland Rusch].
Для ускоренных испытаний на срок службы стандарт IEC 60 896-21 требует температуры испытания 40°C и 55 или 60°C, а стандарт IEEE 535 — 1986 — 62,8°C. Было проведено испытание на срок службы при температуре 62,8°C батарей типа VRLA BAE OPzV (герметичные трубчатые пластинчатые батареи VRLA), затопленных (VLA) батарей типа BAE OPzS (затопленные трубчатые пластинчатые батареи) и BAE OGi (затопленные плоские пластинчатые батареи), результаты которого приведены ниже. Батареи были заряжены плавающим способом при стандартных значениях: 2,25 В для VRLA и 2,23 В для залитых. Во время испытания каждые 50 дней отслеживался рост столбов, увеличение тока плавучести и изменение 3-часовой емкости.
Таблица 1 Результаты испытаний на продолжительность жизни солнечных батарей в соответствии с 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]
| Срок службы в соответствии с IEEE 535-1986 | OPzV (трубчато-пластинчатые батареи VRLA) | OPzS (затопленные трубчатые пластинчатые батареи) | OGi (затопленные плоские пластинчатые батареи) |
|---|---|---|---|
| Срок службы при 62,8ºC (дней) | 450 | 550 | 425 |
| Срок службы при 20ºC (лет) | 34.8 | 42.6 | 33 |
| Срок службы при 25ºC (лет) | 22.5 | 27.5 | 21.3 |
Таблица 2 Продолжительность цикла солнечной батареи для различных типов свинцово-кислотных батарей
Victron energy приводит следующие данные по своей продукции (www.victronenergy.com)
| ДОД (%) | Срок службы в количестве циклов - плоская пластина AGM | Срок службы в количестве циклов - гель для плоских пластин | Срок службы в количестве циклов - гель для трубчатых пластин |
|---|---|---|---|
| 80 | 400 | 500 | 1500 |
| 50 | 600 | 750 | 2500 |
| 30 | 1500 | 1800 | 4500 |
Таблица 3 Срок службы поплавковых батарей AGM, гелевых и гелевых батарей с длительным сроком службы
(www.victronenergy.com)
| Жизнь поплавка | Аккумуляторные батареи AGM глубокого цикла | Гелевые аккумуляторы глубокого цикла | Гелевые аккумуляторы длительного срока службы |
|---|---|---|---|
| Срок службы при 20ºC (лет) | 7-10 | 12 | 20 |
| Срок службы при 30ºC (лет) | 4 | 6 | 10 |
| Срок службы при 40ºC (лет) | 2 | 3 | 5 |
GS Yuasa поставляет специальные гелевые трубчатые батареи. Определенные инновации позволили продлить срок службы стационарных батарей. Yuasa использует технологию наноуглерода для трубчатых пластин с технологией стеклянных трубок и гранулированный силикагелевый электролит, что позволяет избежать разрушения ПАМ и продлить срок службы (модели SLC).
В литиевых аккумуляторах существует несколько типов химического состава:
(a). Li -NCM или NMC (литий-никель-марганец-кобальтовые) батареи
(b). Li-NCA (литий-никель-кобальт-алюминий)
(c). Li-LMO (литий-никель-марганцевый оксид)
(d). LFP (литий-железо-фосфат)
(e). LTO (литий-титановый оксид)
(f). LCO (литий-кобальтовый оксид)
Из них литий-железо-фосфатные (LFP) элементы предпочтительнее из-за стоимости, безопасности и умеренно более длительного срока службы. При использовании кобальта стоимость будет выше. Аккумуляторы на основе никеля менее дорогостоящие. По сравнению с батареями AGM стоимость батареи LFP меньше на 15-25 % (https://www.batteryspace.com/LiFePO4/LiFeMnPO4-Batteries.aspx).
Таблица 4 Сравнение VRLA AGM и литий-ионной батареи
| GS Yuasa (литий-ионные (LCO) | Литий-железо-фосфат (ЛЖФ) (ул. Батарейная) | AGM (Exide India Ltd) | AGM (Амарараджа) | Microtex Energy Pvt Ltd (Аквира) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Аккумулятор | (4 * 3.7V=) 14.8V /50Ah1 | (4 * 3.2=)12.8V/47 Ah20 12V 40Ah5 | 12В/65 Ач20 12В/52,5 Ач5 | 12В/65 Ач20 12В/52,5 Ач5 | 12В/65 Ач20 12В/55,25 Ач5 |
| Масса (кг) | 7.5 | 6.5 | 22 | 20 | 21.3 |
| Размеры (мм) | 175*194*116 | 197*131*182 | 174*350*166 | 351*167*165 | 350*166*174 |
| Объем (литры) | 3.94 | 4.7 | 10.11 | 9.67 | 10.11 |
| Удельная энергия (Втч/кг) | 98,7 (1 час работы) (батарея) (113,6 элемента) | 92,55 (20 ч) 78,77 (5 ч) | 35,45 (20-часовая ставка) 26,5 (5-часовая ставка) | 39 (скорость 20 ч) 31,5 (скорость 5 ч) | 36,6 (20-часовая скорость) 29,6 (5-часовая скорость) |
| Плотность энергии) (Втч/л) | 188 | 128 | 77.1 | 80.66 | 77.2 |
| Жизнь (годы) | 10 | 6 | 5-6 | 4-6 | 10 |
| Жизнь (циклы) | 5500 | 2000 | 1000 (50% DOD) ; 2500 (30% DOD) (Модель NXT) | 1300 (30% Минобороны) (Кванта) | 1450(20% DOD) 500(50% DOD) (Аквира) |
| Импеданс | 0,55мОм (элемент 3,7В/50Ач) | ≤ 50 мΩ | 8 (батарея 12 В) | 5.1 (12V) | |
| Стоимость на основе срока службы x Вт SLA | 1.5 - 2.0 | 0,75 - 0,85 | 1 | 1 | 1 |
| Стоимость /кВтч ($) | от 900 до 1000 | от 500 до 600 | 100 | 100 | 100 |
1. Microtex Energy https://drive.google.com/file/d/16pjM25En0pyvg6RzpF4N3j1jtwvo7fMb/view
2. Грег Олбрайт и др. al., AllCell Tech http://www.batterypoweronline.com/wp-content/uploads/2012/07/Lead-acid-white-paper.pdf
3. https://static1.squarespace.com/static/55d039b5e4b061baebe46d36/t/56284a92e4b0629aedbb0874/14454Mar 201281106401/Fact+sheet_Lead+acid+vs+lithium+ion.pdf
4. https://pushevs.com/2015/11/04/gs-yuasa-improved-cells-lev50-vs-lev50n/
https://www.batterystreet.be/etiketten/160332_BStreet_CataloogEN_2016_LowR_.pdf
5. NXT https://docs.exideindustries.com/pdf/industrial-export-batteries/products/ups-batteries/12v-agm-vrla-catalogue.pdf
6. https://www.amararajabatteries.com/Files/Products/Quanta%20Catalogue.pdf
Таблица 5. Сравнение аккумуляторных технологий
| Затопленная свинцовая кислота | Свинцово-кислотные VRLA | Литий-ионный (LiNCM) | |
|---|---|---|---|
| Плотность энергии (Втч/л) | 80 | 100 | 250 |
| Удельная энергия (Втч/кг) | 30 | 40 | 150 |
| Регулярное обслуживание | Да | Нет | Нет |
| Первоначальная стоимость ($/к Вт-ч) | 65 | 120 | 600 |
| Жизнь по циклу | 1,200 @ 50% | 1,000 @ 50% DoD | 1,900 @ 80% DoD |
| Типичное состояние окна заряда | 50% | 50% | 80% |
| Температурная чувствительность | Значительно деградирует при температуре выше 25ºC | Значительно деградирует при температуре выше 25ºC | Значительно деградирует при температуре выше 45ºC |
| Эффективность | 100% @ 20-часовая ставка, 80% @ 4-часовая ставка, 60% @ 1-часовая ставка | 100% @ 20-часовая ставка, 80% @ 4-часовая ставка, 60% @ 1-часовая ставка | 100% @ 20-часовая ставка, 99% @ 4-часовая ставка, 92% @ 1-часовая ставка |
| Приращения напряжения | 2V | 2V | 3.7V |
Эффективность, с которой батареи работают в солнечной фотоэлектрической системе, не составляет 100 %.. В процессе циклирования теряется некоторое количество энергии. В случае свинцово-кислотной батареи КПД составляет 80-85%, а в литиевых системах этот показатель составляет
95 — 98 %. Это эквивалентно тому, что если SPV производит 1000 Втч энергии, свинцово-кислотные элементы могут хранить максимум 850 Втч, в то время как литиевые элементы могут хранить 950 Втч.
Литий-ионный аккумулятор Yuasa емкостью 3,7 В * 4 = 14,8 В/50Ач (1 ч работы) весит 7,5 кг. Объем составляет (17,5*19,4*11,6) 3,94 литра. Мощность в Втч составляет 14,8*50= 740. Удельная энергия составляет 740 Вт-ч / 7,5 кг = 98,7 Вт-ч/кг. Плотность энергии составляет 740/3,94= 187,8 Вт-ч/литр. [https://www .lithiumenergy.jp/en/Products/index.html]
Аккумулятор Exide AGM VRLA емкостью 12В/65Ач весит 13,8 кг, имеет размеры 17*17*19,7 см и объем 5,53 л. Емкость в Втч составляет 12*65=780 Втч. Удельная энергия составляет 780 Вт-ч / 13,8 кг =56,5 Вт-ч/кг. Плотность энергии составляет 780/5,53=141,0 Вт-ч/литр. [https://docs .exideindustries.com/pdf/industrial-export-batteries/products/inverter-batteries/agm-vrla.pdf]
Литий-железо-фосфатный аккумулятор:12В/47 Ач 6,5 кг.197*131*182 мм. 4,7 л. 109 Вт-ч/кг. 128 Вт-ч/литр.
48 В/30 Ач ReLion 3995 USD (https://relionbattery.com/insight) 1339.5 USD (https://relionbattery.com/insight-echnology)
Какая аккумуляторная солнечная батарея наиболее подходит для хранения солнечной энергии?
Вопросы для рассмотрения при выборе домашних солнечных батарей
Допущения:
Автономная система
Ежедневное использование энергии: 30 Вт в день = 30 Вт*24 ч = 720 Вт-ч.
Предположим, что напряжение в системе составляет 12 В.
Четыре бессолнечных дня (4 дня автономии)
Ток будет
30 Вт /12 В = 2,5 ампера * 24 часа в сутки * 5 дней (включая 4 бессолнечных дня) = 300 Ач при скорости разряда 2,5 А.
(Примечание: Но батарея емкостью 200 Ач может отдать 300 Ач (50% дополнительно), если ее разряжать более 120 часов при силе тока 2,5 ампера, т.е. 2,5 ампера в течение 5 дней. Теперь мы не принимаем это во внимание)
Таким образом, выбранная батарея будет иметь емкость 300 Ач @ 10 ч скорости.
Емкость банка солнечных батарей:
Скорость разряда и емкость
LAB: Свинцово-кислотные батареи отдают разный процент энергии при разных токах; чем больше ток разряда, тем меньше выходная емкость.
(См. таблицу ниже)
ЛИБ: Незначительная разница
Таблица 6. Скорость разряда и выход емкости Свинцово-кислотная батарея (LAB)
| Продолжительность выписки (часы) | Напряжение отключения для батареи 12 В (В) | Процент доступной мощности |
|---|---|---|
| 120 | 10.8 | 150 |
| 20 | 10.8 | 115 |
| 10 | 10.8 | 100 |
| 5 | 10.8 | 85 |
| 3 | 10.5 | 72 |
| 1 | 9.6 | 50 |
Поэтому мы должны выбрать подходящий аккумулятор в зависимости от емкости и продолжительности, на которую требуется резервное копирование.
Мы выбрали батарею емкостью 300 Ач для резервного питания на 5 дней непрерывной работы при мощности 30 Вт.
Температурная коррекция разрядной емкости резервных солнечных батарей
Свинцово-кислотный аккумулятор: Приблизительный поправочный коэффициент для температуры можно принять равным 0,5 % на градус C
Литий-ионный аккумулятор: Не требуется
Номинальная мощность указана при температуре 27ºC в Индии. Но если рабочая температура значительно отличается от эталонной, нам придется соответственно увеличить или уменьшить мощность Ah, в случае LAB. Чем ниже температура, тем ниже производительность.
В наших расчетах мы принимаем за температуру 25-30ºC, и никаких поправок применять не нужно.
Солнечная батарея Коррекция потери эффективности при передаче энергии от солнечной фотоэлектрической батареи к батарее и инвертору
Поправка на потерю эффективности при передаче энергии от SPV к батарее и к инвертору
Свинцово-кислотный аккумулятор: потеря 15 %
Литий-ионная солнечная батарея: потеря 5 %
Если предположить, что выбран аккумулятор емкостью 300 Ач, и применить поправочный коэффициент, то требуемая емкость увеличится до 345 Ач (300*1,15). Таким образом, эта батарея обеспечит требуемый ток с учетом вышеуказанной неэффективности.
Предел безопасной глубины разряда (DOD) систем солнечных батарей:
Свинцово-кислотная батарея: : 80 %
Литиевая солнечная батарея: 80 %
Этот аспект еще больше увеличит требуемую мощность до 345 /0,8 = 431 Ач
Коэффициент перегрузки солнечной батареи (аварийная резервная емкость)
Свинцово-кислотный аккумулятор: 5 %
Литий-ионный аккумулятор: 5 %
Для учета перегрузки необходимо добавить от 5 до 10 % от мощности, полученной на этапе (d) выше.
Таким образом, емкость составит 431*1,05 = 452 Ач.
Скажем, потребуется батарея 12 В емкостью 450 Ач
Фактор окончания срока службы солнечных батарей:
Свинцово-кислотная батарея (или батарея любого типа) считается выработавшей свой ресурс, если емкость достигла отметки 80 %.
Поэтому мы должны добавить еще 25 %. Таким образом, емкость составит 450/0,8 или 450*1,25 = 562 Ач. Выбирается аккумулятор ближайшей емкости. Можно выбрать два числа параллельно соединенных батарей емкостью 200 или 225 Ач.
Солнечная батарея - время зарядки
Время зарядки зависит от предыдущей мощности. Для полной зарядки будет достаточно 10-15% дополнительного Ач. Время зарядки SPV зависит от солнечного излучения, а в странах с тропическим климатом солнце светит с 6:00 утра до 5:00 вечера. Кулоновский КПД (или КПД Ah) свинцово-кислотного аккумулятора составляет около 90%, а энергетический КПД (или КПД Wh) — 75%. С другой стороны, эффективность заряда литий-ионной батареи составляет 95-99%.
Солнечная батарея - простота установки
Оба типа батарей — свинцово-кислотные или литий-ионные — могут быть установлены без каких-либо трудностей. Аккумуляторы должны быть защищены от воздействия тепловых волн и скоростного ветра.
Какая солнечная батарея выгоднее в долгосрочной перспективе?
Соображения стоимости приведут вас к свинцово-кислотному типу, как было указано в начале. Если стоимость свинцово-кислотной батареи принять за 100% (в расчете на кВт/ч), то стоимость литий-ионной батареи составит от 500 до 1000% (в 5-10 раз дороже по действующим тарифам, 2020 год).
Продолжительность жизни солнечной батареи
Если срок службы свинцово-кислотной батареи принять за 100% %, литий-ионная батарея (без LFP) прослужит дольше, по крайней мере, в два раза, в то время как срок службы литий-ионной батареи с LFP не так велик, как у других литий-ионных химикатов. Однако следует отметить, что инвестиции в литий-ионные батареи требуют дополнительных инвестиций в дорогостоящие сложные системы управления батареями.
Сколько ватт солнечные панели для зарядки 12В солнечной батареи?
Сколько солнечных ватт нужно для зарядки 12 В батареи?
Правильный ответ: Необходимая мощность SPV-панели зависит от емкости аккумулятора.
Солнечная панель для 12-вольтовой солнечной батареи (большинство солнечных фотоэлектрических панелей имеют номинал 12 В) обеспечивает напряжение источника от 13,6 до 18 В. Мощность может быть любой, но чем выше мощность, тем меньше продолжительность зарядки аккумулятора. Аналогично, чем выше интенсивность солнечного излучения, тем выше будет производимый ток. Большинство 100-ваттных 12-вольтовых панелей на самом деле имеют 30 или 32 ячейки, генерирующие около 0,5 В каждая, соединенные последовательно для получения 16-18 вольт в разомкнутой цепи. При подключении нагрузки оно снизится примерно до 15 вольт.
Сколько ампер может вырабатывать солнечная панель 12В/100Вт?
Даже если панель рассчитана на 12 В, она будет выдавать около 18 В и так далее:
Производимый ток в амперах = 100 Вт/18 В = 5,5 А.
Теперь мы знаем напряжение и ток, подаваемые солнечной фотоэлектрической панелью в солнечные часы.
Но мы не можем подключить выход солнечной фотоэлектрической панели непосредственно к клеммам аккумулятора. Здесь на помощь приходят контроллеры заряда. Аккумулятор вставляется между контроллером заряда и инвертором. Выход солнечной фотоэлектрической панели подключается к контроллеру заряда.
Контроллер заряда помогает контролировать количество энергии, накопленной в батареях, чтобы предотвратить перезарядку. Контроллеры заряда также защищают батарею от чрезмерного разряда и перезаряда.
В зависимости от емкости аккумулятора в ампер-часах (Ач) продолжительность полной зарядки будет разной. Если предположить, что солнечное излучение доступно в течение 7 часов, то потребляемая мощность батареи составит 7 x 5,5 A = 38,5 Ач;
Полностью ли заряжена солнечная батарея или нет, зависит от предыдущей мощности батареи. Если предыдущая мощность меньше 38,5 Ач, можно смело считать, что батарея полностью заряжена. Обратите внимание, что кулоновская эффективность (или эффективность Ач) свинцово-кислотного аккумулятора составляет около 90%, а энергетическая эффективность (или эффективность Втч) — 75%.
Следовательно, фактическое потребление составит 38,5 Ач *0,90 = 34,65 Ач. Эффективность ватт-часа будет иметь меньшее значение в зависимости от выходного напряжения солнечной фотоэлектрической панели.
Если для быстрой зарядки требуется больший ток (амперы), можно подключить параллельно больше солнечных фотоэлектрических панелей.
Необходимо также учитывать токоприемность батареи.
Здесь на помощь приходят контроллеры заряда
Аналогично, для портативной солнечной фотоэлектрической панели мощностью 10 Вт (используемой в портативном фонаре с батареей 12В/7Ач), вырабатываемый ток составит 10 Вт/ 18В = 0,55 A
Как подключить солнечную панель 24 В к солнечной батарее 12 В?
Как обычно, солнечная фотоэлектрическая панель подключается к аккумулятору через контроллер заряда (или контроллер заряда MPPT, контроллер заряда с отслеживанием точки максимальной мощности). Пока есть контроллер заряда, можно не беспокоиться о более высоком выходном напряжении. Однако необходимо следить за тем, чтобы не превышалось значениеImax, указанное на задней панели. Конечно, солнечная батарея получит контролируемую быструю зарядку.
Примечание: MPPT или контроллер заряда с отслеживанием точки максимальной мощности — это электронный преобразователь постоянного тока в постоянный, который оптимизирует соответствие между солнечными фотоэлектрическими панелями и аккумуляторной батареей или коммунальной сетью. То есть они преобразуют более высокое напряжение постоянного тока от солнечных панелей и других подобных устройств, таких как ветрогенераторы, в более низкое напряжение, необходимое для зарядки батарей.
Как подключить солнечные батареи к аккумулятору?
Солнечная фотоэлектрическая панель не должна подключаться к батарее напрямую, если только она не предназначена для данной батареи. Простой контроллер заряда вставляется между солнечной фотоэлектрической панелью и батареей для бесперебойного функционирования системы.
Как рассчитать солнечную панель, батарею и инвертор?
Как рассчитать размер солнечной панели и батареи?
Первый шаг — узнать требования к нагрузке для пользователя.
a. Трубчатая лампа 40 Вт
b. Потолочный вентилятор 75 Вт
c. Светодиодные лампы (3 шт. * 5 Вт) 15 Вт
d. Ноутбук 100 Вт
Рассчитайте общую мощность, а также продолжительность использования устройств.
Предположим, что общая мощность составляет 230 Вт. В любое время учитывается 50 % использования. Продолжительность использования принимается равной 10 часам.
Таким образом, потребность электроприборов в энергии составит = (230/2) Вт * 10 ч = 1150 Вт-ч в день.
Умножьте общее количество ватт-часов в день, требуемых приборами, на 1,3 (энергия, теряемая в системе) 1150*1,3= 1495 Вт-ч, округлите до 1500 Вт-ч (Это мощность, которую должны обеспечить солнечные фотоэлектрические панели).
Требования к солнечным фотоэлектрическим панелям
Предположим, что потребность в энергии (Втч) в течение 10 часов составит = 1500 Втч. Летнее облучение может составлять от 8 до 10 часов. Зимой и в пасмурные дни продолжительность солнечного сияния может составлять 5 часов. Мы берем первое значение для расчета требуемой мощности панели
Следовательно, необходимая мощность от SPV составляет 1500 Вт-ч/ 10 ч солнечного сияния = 1500 Вт.
В среднем, одна солнечная фотоэлектрическая панель 12 В/100 Вт производит около 1000 ватт-часов (Вт-ч) заряда (10 часов * 100 Вт). Следовательно, количество необходимых солнечных фотоэлектрических панелей = 1500 Втч /1000 Втч = 1,50, округлим до 2 панелей по 12 В/100 Вт. Нам необходимы солнечные фотоэлектрические панели мощностью 200 Вт, то есть 2 панели в параллель. Или можно использовать одну панель мощностью 360 Вт.
Если мы возьмем 5 часов солнечной инсоляции, нам может потребоваться 1500 Втч/500 Втч = 3 панели в параллель или можно использовать одну солнечную фотоэлектрическую панель мощностью 360 Вт.
Примечание:
Этой солнечной фотоэлектрической мощности может быть недостаточно зимой, так как для расчета мы взяли 10-часовую солнечную инсоляцию. Но в последних расчетах мы берем 2 бессолнечных дня, и поэтому зимой с выходом может не возникнуть проблем. Мы вынуждены пойти на этот риск, чтобы избежать повышения стоимости солнечных фотоэлектрических панелей.
Для солнечной фотоэлектрической панели мощностью 100 Вт применяются следующие параметры
Пиковая мощность (Pmax) =100 Вт
Максимальное напряжение питания (VAmp = 18 В
Ток максимальной мощности (IMP) = 5,57 A (100 Вт/17,99 В)
Напряжение разомкнутой цепи (VOC) =21,84 В
Ток короткого замыкания (ISC) = 6,11 A
Эффективность модуля (при STC) = 13,67 %
Максимальный номинал предохранителя = 15 A
Эффективность солнечной фотоэлектрической панели имеет значение при определении площади солнечных панелей. Чем ниже КПД, тем выше требуемая площадь. Эффективность имеющихся в продаже панелей варьируется от 8 до 22 %, все зависит от стоимости солнечной фотоэлектрической панели.
Определение размера домашней солнечной батареи
Это самая сложная часть работы по определению размера. Но простой расчет покажет, что нам нужна батарея 12В/125Ач. Как?
1500 Втч / 12 В = 125 Ач (помните, что Втч = Ач * В. Ач = Втч / В).
Но есть несколько неэффективных факторов, которые мы должны учитывать, прежде чем окончательно определить емкость батареи. К ним относятся:
a. Поправка на потерю эффективности при передаче энергии от солнечной фотоэлектрической панели к батарее и к инвертору ( %. Было учтено при расчете общего количества Втч 1200 Втч превратилось в 1560 Втч, приняв 30% потерь в разделе «Как рассчитать солнечную панель, батарею и инвертор?» выше).
b. Безопасный предел DOD: (80% %. Коэффициент 1,0 становится 1/0,8= 1,25 ) (Примечание: Большинство специалистов принимают безопасный предел глубины разряда (DoD) за %.. Она слишком низкая). Кроме того, планируется четыре бессолнечных дня. Для 50-процентного окончания срока службы DOD коэффициент будет равен 1/0,5= 2.
c. Коэффициент перегрузки (аварийный резерв мощности) (5 %. Коэффициент 1,25 становится 1,25*1,05 =1,31).
d. Коэффициент окончания срока службы: (80%. Когда батарея достигает 80 % своей номинальной емкости, считается, что срок ее службы подошел к концу. Таким образом, коэффициент 1,31 становится 1,31/0,8 или 1,31*1,25 = ~1,64).
Следовательно, емкость батареи будет почти в два раза больше = 125*1,64= ~ 206 Ач при 10-часовом режиме. Ближайшая доступная емкость составит 12В/200Ач при скорости 10 ч.
Примечание:
- Мы рассчитали только на один день, т.е. 10 часов в день.
- Мы предположили, что 50 % от общей нагрузки 2
- Мы не учитывали ни одного бессолнечного (или безсолнечного) дня.
- Обычно все специалисты берут от 3 до 5 дней автономии (то есть дни без солнца);
- Если взять даже 2 дня автономной работы, то емкость батареи составит 200 + (200*2) = 600 Ач.
- Мы можем использовать три числа аккумуляторов 12В/200 Ач параллельно. Или мы можем использовать шесть последовательно соединенных сверхмощных 2 В элементов емкостью 600 Ач.
Определение размеров солнечного инвертора
Входной номинал инвертора должен быть совместим с общей мощностью электроприборов в ваттах. Инвертор должен иметь то же номинальное напряжение, что и аккумулятор. Для автономных систем инвертор должен быть достаточно большим, чтобы справиться с общим количеством используемой мощности. Мощность инвертора должна быть примерно на 25% больше, чем общая мощность электроприборов. Если в цепь включены такие шипованные приборы, как стиральные машины, воздушные компрессоры, миксеры и т.д., размер инвертора должен быть минимум в 3 раза больше мощности этих приборов, чтобы справиться с импульсным током во время запуска.
В приведенном выше расчете общая мощность составляет 230 Вт (т.е. полная нагрузка). Если включить запас прочности в 25%, то мощность инвертора составит 230*1,25 = 288 Вт.
Если не учитывать шипованные приборы, такие как стиральные машины и т.д., то достаточно инвертора 12В/300 Вт. В противном случае нам придется приобрести инвертор мощностью 1000 Вт (или 1 кВт).
Определение размеров солнечного контроллера заряда
Контроллер заряда солнечной батареи должен соответствовать мощности фотоэлектрического массива и батарей. В нашем случае мы используем солнечные панели 12 В/300 Вт. Для получения тока разделите 300 Вт на 12 В = 25 А, а затем определите, какой тип солнечного контроллера заряда подходит для вашего приложения. Мы должны убедиться, что солнечный контроллер заряда имеет достаточную мощность для обработки тока от PV массива.
Согласно стандартной практике, для определения размера солнечного контроллера заряда необходимо взять ток короткого замыкания (Isc) фотоэлектрической батареи и умножить его на 1,3
Номинал солнечного контроллера заряда = Общий ток короткого замыкания фотоэлектрического массива = (2*6,11 A) x 1,3 = 15,9 A.
Учитывая расчет мощности, приведенный выше, контроллер заряда должен быть 12 В/25 А (без шипорезных машин, стиральных машин и т.д.)
Как зарядить аккумулятор с помощью солнечной панели?
Как зарядить 12 В свинцово-кислотные аккумуляторы с помощью солнечной панели?
Можно ли зарядить аккумулятор автомобиля с помощью солнечных батарей?
Первое, на что следует обратить внимание, — это совместимость аккумулятора и солнечной фотоэлектрической панели. Например, солнечная фотоэлектрическая панель должна быть 12 В, если вы хотите заряжать батарею 12 В. Все мы знаем, что солнечный фотоэлектрический элемент с номиналом 12 В/100 Вт будет производить почти 18 В напряжения разомкнутой цепи (VOC) и 16 В напряжения максимальной мощности (VAmp), а ток максимальной мощности (IMP) составит 5,57 A (100 Вт/17,99 В).
Если известны или доступны номинальные значения напряжения и емкости батареи, можно приступать к расчетам, приведенным в разделе выше.
Наиболее важным аспектом является то, что батарея не должна быть подключена непосредственно к солнечной фотоэлектрической панели. Как обсуждалось ранее, следует использовать контроллер заряда и инвертор подходящего номинала.
Или
Если пользователь может контролировать напряжение на клеммах батареи (TV) (то есть, время от времени снимать показания напряжения на клеммах батареи), солнечная фотоэлектрическая панель может быть напрямую подключена к батарее. Как только батарея полностью зарядится, зарядку следует прекратить. Критерии полной зарядки зависят от типа батареи. Например, если это свинцово-кислотная батарея залитого типа, то напряжение заряда может достигать 16 В и более для батареи 12 В. Но если это клапанно-регулируемый тип (так называемый герметичный тип), то напряжение в любой момент времени не должно превышать 14,4 для 12-вольтовой батареи.
Как подключить аккумулятор к солнечной панели?
Как подключить солнечные батареи к аккумуляторам RV?
Проводка для солнечной фотоэлектрической панели для рекреационных транспортных средств (RV) такая же, как и для других панелей SPV. Солнечная фотоэлектрическая панель не должна быть напрямую подключена к батареям. У RV будет свой контроллер заряда и другие компоненты системы, как у SPV на крыше.
В зависимости от мощности солнечной фотоэлектрической батареи (что более важно, напряжения), следует выполнить подключение батарей. Если выход солнечной фотоэлектрической батареи составляет 12 В, то через подходящий контроллер заряда можно подключить одну батарею 12 В. Если у вас есть несколько батарей 12 В в качестве запасных, эти запасные батареи могут быть подключены к SPV параллельно с уже подключенной батареей. Никогда не подключайте их последовательно.
Если у вас есть две батареи по 6 В, соедините их последовательно, а затем подключите к солнечной фотоэлектрической панели
Если выходное напряжение солнечной фотоэлектрической панели составляет 24 В, вы можете последовательно подключить два ряда 12-вольтовых батарей.
Стоит ли приобретать солнечные батареи?
Да, стоит приобрести солнечную батарею. Солнечные батареи разработаны специально для применения в солнечной энергетике, поэтому они имеют более длительный срок службы, чем другие типы свинцово-кислотных батарей. Они выдерживают более высокие рабочие температуры и обеспечивают более длительный срок службы при использовании в условиях низкого разряда. Кроме того, они имеют клапанное регулирование, поэтому затраты на обслуживание практически равны нулю. Нет необходимости периодически добавлять воду в камеры.
Если вы имеете в виду солнечную фотоэлектрическую систему, то ответ таков: Где вы хотите ее использовать? Далеко ли это место, где нет связи с сетью? Тогда это, безусловно, выгодно и рентабельно.
За исключением аккумуляторной части, все остальные компоненты имеют срок службы более 25 лет. Конечная финансовая выгода от использования солнечной энергии намного перевесит любую цену, которую вы заплатите за нее.
Срок окупаемости затрат зависит в основном от стоимости электроэнергии от DISCOMs.
Являются ли солнечные батареи экономически эффективными?
Срок окупаемости = (Общая стоимость системы — стоимость стимулов) ÷ Стоимость электроэнергии ÷ Годовое потребление электроэнергии
Для солнечной фотоэлектрической системы мощностью 1 кВт контрольная стоимость составляет 65 000 рупий. Государственная субсидия составляет 40 000 рупий.
У вас могут быть свои расчеты.
Как уберечь солнечную батарею от перезарядки?
Все зарядные устройства изготовлены с соблюдением надлежащей производственной практики. Когда контроллер заряда подключен между панелью SPV и батареей, можно не беспокоиться о зарядных устройствах.
Но вместо простого контроллера заряда хорошим вариантом является цифровой трекер точки максимальной мощности(MPPT). MPPT — это электронный преобразователь постоянного тока в постоянный, который оптимизирует соответствие между солнечным массивом (фотоэлектрическими панелями) и аккумуляторной батареей. Он воспринимает постоянный ток от солнечных панелей, изменяет его на высокочастотный переменный и понижает до другого постоянного напряжения и тока, чтобы точно соответствовать требованиям к мощности батарей. Преимущества использования MPPT объясняются ниже.
Какое лучшее зарядное устройство для солнечных батарей?
Большинство фотоэлектрических панелей рассчитаны на выходное напряжение от 16 до 18 вольт, хотя номинальное напряжение фотоэлектрической панели составляет 12 В. Но номинальное напряжение батареи 12 В может иметь фактический диапазон напряжения от 11,5 до 12,5 В (OCV) в зависимости от состояния заряда (SOC). В условиях зарядки на аккумулятор подается дополнительный компонент напряжения. В обычных контроллерах заряда дополнительная мощность, вырабатываемая SPV-панелью, рассеивается в виде тепла, в то время как MPPT определяет потребности батареи и выдает большую мощность, если SPV-панель вырабатывает большую мощность. Таким образом, использование MPPT позволяет избежать потерь, недозаряда и перезаряда.
Температура влияет на производительность панели SPV. При повышении температуры эффективность SPV-панели снижается. (Примечание: Когда SPV-панели подвергаются воздействию более высокой температуры, ток, вырабатываемый SPV-панелью, увеличивается, а напряжение уменьшается. Так как снижение напряжения происходит быстрее, чем увеличение тока, эффективность работы SPV-панели снижается). Напротив, при более низких температурах эффективность увеличивается. При температуре ниже 25°C (это температура стандартных условий испытаний(STC)) эффективность увеличивается. Но в долгосрочной перспективе эффективность уравновесится.
Как рассчитать время зарядки солнечной батареи от солнечной панели?
В самом начале мы должны знать
1. Состояние заряда (SOC) батареи
2. Емкость аккумулятора &
3. Выходные характеристики панели SPV.
SOC указывает на доступную емкость батареи. Например, если батарея заряжена на 40%, мы говорим, что SOC составляет 40% или коэффициент 0,4. С другой стороны, глубина разряда (DOD) указывает на емкость, уже удаленную из батареи. В приведенном выше примере с 40 % SOC, DOD составляет 60 %. .
SOC + DOD = 100 %..
Узнав SOC, мы можем сказать, сколько энергии нужно подвести к батарее, чтобы довести ее до полной зарядки.
Как зарядить солнечную батарею?
Если мощность SPV-панели составляет 100 Вт, а продолжительность заряда — 5 часов, то потребляемая мощность аккумулятора составляет 100 Вт*5ч = 500 Вт-ч. Для батареи 12 В это означает, что мы задали потребление 500 Вт-ч/12 В = 42 Ач. Если предположить, что емкость батареи составляет 100 Ач, это означает, что мы зарядили батарею до 42 % SOC, если бы батарея была полностью разряжена. Если бы аккумулятор был разряжен только на 40% (40%DOD, 60% SOC), этого входа было бы достаточно для полного заряда.
Правильный способ — включить контроллер заряда, который возьмет на себя зарядку батареи.
Какого размера солнечная панель для батареи 7 Ач?
Панель SPV мощностью 12В-10 Вт рассчитана на батарею VRLA емкостью 7,5 Ач. В схему должен быть включен контроллер заряда на 12В-10А. Контроллер заряда имеет возможность выбора параметров напряжения отключения батареи (11,0 ± 0,2 В или по необходимости) и повторного подключения (12,5 ± 0,2 В или по необходимости). Батарея VR будет заряжаться в режиме постоянного напряжения 14,5 ± 0,2 В.
Панель мощностью 10 Вт дает 10 Вт/ч (0,6 А @ 16,5 В) в течение часа
при стандартных условиях испытаний
(1000 Вт/м2 и 25°C — эквивалентно одному часу «пикового» солнечного сияния). Летом в течение примерно 5 часов эквивалентного солнечного света он будет давать 50 Втч. Таким образом, в аккумулятор будет подано 50 Вт-ч/14,4 В =3,47 А-ч.
Будет ли солнечная панель полностью заряжать солнечную батарею?
Солнечная панель сама по себе никогда не должна использоваться для зарядки аккумулятора. Как описано выше, контроллер заряда солнечной фотоэлектрической панели должен быть вставлен между панелью и батареей. Контроллер заряда позаботится о завершении зарядки.
Сколько солнечных панелей и батарей нужно для питания дома?
Прямого ответа на этот вопрос не существует, потому что у каждого домохозяйства свои уникальные потребности в электроэнергии. Два одинаковых по площади дома могут иметь совершенно разные потребности в энергии.
Поэтому следуйте приведенному ниже процессу, чтобы получить подходящие спецификации для солнечной фотоэлектрической панели, батарей и контроллеров заряда.
Шаг 1. Рассчитайте ежедневные потребности в электроэнергии и энергопотребление дома.
Таблица 7. Ежедневные потребности в электроэнергии и энергопотреблении
| Приборы | Электрооборудование/электроприборы | Nos. | Итого W | 5 Часы использования и общая потребность в Вт в день |
|---|---|---|---|---|
| Светодиодные лампы | 10W | 10 | 100 | 5 часов; 500 Вт-ч или 0,5 кВт-ч или единица (15 кВт-ч в месяц) |
| Потолочные вентиляторы | 75W | 3 | 225 | 5 часов; 1,25 единиц (15+37,5=52,5 кВт/ч в месяц) |
| Трубчатые светильники | 40W | 4 | 160 | 5 часов; 0,8 кВт/ч (52,5+24=76,5 кВт/ч в месяц) |
| Ноутбук | 100W | 1 | 100 | 10 часов; 1,0 единица (76,5+30=106,5 кВт/ч в месяц) |
| Холодильник | 300 Вт (200 литров) | 1 | 300 | 5 часов;1,5 единицы (106,5+45=152 кВт/ч в месяц) |
| Стиральная машина | 1000W | 1 | 1000 | 1 час; 1 единица (152+30=182 кВтч в месяц) |
1. Общая потребность в энергии в день = 182 кВтч / 30 дней = 6,07 кВтч Скажем, 6000 Втч
2. Но в любое время все 6000 Вт-ч не используются. Поэтому нужно рассчитать среднюю потребность в Wh. Мы можем взять 50 % от 6000 = 3000 Вт-ч.
Шаг 2. Рассчитайте ежедневные потребности дома в энергии от солнечных батарей.
- 3000 Вт-ч / 5 часов = 600 Вт или 0,6 кВт.
- Но мы должны принимать во внимание эффективность панели SPV. Поэтому разделите это значение на 0,9. Получаем 0,6/0,9 = 666 Вт-ч
- Мы можем выбрать четыре панели по 365 Вт (PMax = 370 Вт) (например, LG365Q1K-V5). При использовании двух параллельно и двух последовательно, мы имеем от 1380 (WRated) до 1480 (W@40C°) при напряжении от 74,4 (VMPP).) до 87,4 В (VOCV). Номинальный ток массива составляет 19,94 A
Шаг 3. Рассчитайте потребность в энергии солнечной батареи
1. Батареи могут быть разряжены на 80 % только при использовании солнечной фотоэлектрической энергии. Поэтому разделите это количество Wh на 0,8; 6300/0,8 =7875Wh
2. Опять же, для буферного запаса (без воскресенья — 2 дня), мы должны умножить это на 1+2 = 3. Таким образом, требуемая мощность батареи составляет 7875 Вт*3 = 23625 Втч.
3. Для преобразования Втч в Ач необходимо разделить Втч на напряжение приобретаемой батареи. 23625 Втч /48 В= 492 Ач. Или 23625 /72 = 328 Ач.
- Если мы выбираем систему 48 В, то
Бренд Microtex
6 OPzV420 Солнечная трубчатая гелевая VRLA батарея — идеальная батарея (24 номера 2В элементов по 512 Ач @ C10), уникально разработанная для солнечных приложений. Если мы выбираем систему 72 В, то 6 элементов типа OPzV300 (36 номеров 2 В ячеек по 350 Ач @ C10) — это хорошо.
- Если мы выбираем систему 48 В, то
- Если нам нужны батареи AGM VRLA для системы 48 В, то батареи марки Microtex шесть номеров батареи M 500V (8 В, 500 Ач @ C10) — это идеальная батарея, специально разработанная для солнечных систем с длительным сроком службы. Если мы выберем систему 72 В, то подойдет Microtex Brand девять номеров типа M 300 В (8 В, 300 Ач @ C10).
Эти батареи компактны и штабелируются в горизонтальные стеллажи, занимая небольшую площадь.
Шаг 4. Рассчитайте технические характеристики контроллера заряда
Поскольку мы используем батарею с номинальным напряжением 48 В (24 элемента), нам потребуется контроллер заряда 2,4 В*24 = 57,6 В. При использовании контроллера заряда Classic 150 от MidNite Solar ток заряда составит 25,7 А при напряжении заряда 57,6 В (для батареи 48 В).
Если мы используем батарею номинальным напряжением 72 В (36 элементов), нам потребуется контроллер заряда 2,4 В*36 = 86,4 В. При использовании контроллера заряда Classic 150 от MidNite Solar ток заряда составит 25,7 А для данного напряжения, ток заряда батареи составит 25,7 А. Проблема с системой батарей 72 В заключается в том, что мы должны добавить еще одну панель последовательно, поэтому необходимо приобрести в общей сложности 6 панелей (вместо 4). Поэтому лучше выбрать аккумуляторную систему на 48 В.
Что касается требований к току заряда-разряда, то поскольку мы используем MPPT на 150 В/ 86 A, токи заряда-разряда будут правильно учтены MPPT.
Но производители требуют напряжение зарядки от 2,25 до 2,3 В на ячейку (Vpc), напряжение зарядки может быть установлено на указанных уровнях напряжения.
Как использовать солнечную энергию без батарей?
Не рекомендуется использовать SPV панели напрямую, если напряжение массива и прибора не совместимы, то есть прибор должен быть постоянного тока.
В противном случае всегда должен быть ШИМ-контроллер заряда или сложный MPPT.
Когда нет батареи для хранения энергии, нам приходится продавать излишки произведенной энергии местному DISCOM. Поэтому это должна быть система SPV, подключенная к сети.
Abengoa, компания по возобновляемым источникам энергии, расположенная в Испании, уже построила несколько солнечных электростанций, хранящих избыточную энергию в расплавленной соли, которая может выдерживать чрезвычайно высокие температуры, не изменяя своего состояния. Недавно Abengoa заключила еще один контракт на строительство в Чили 110-мегаваттной солнечной аккумуляторной станции на основе соли, которая должна быть способна хранить энергию в течение 17 часов. [ https://www.popularmechanics.com/science/energy/a9961/3-clever-new-ways-to-store-solar-energy-16407404/]
Недавно разработанная идея заключается в том, чтобы перекачивать воду с помощью электричества от солнечных батарей на высоту (например, на крышу), что означает, что они накапливают потенциальную энергию, которая затем может быть преобразована в кинетическую энергию, когда она стекает вниз, и, следовательно, в электричество, когда эта текущая вода используется для вращения турбин. Это похоже на комбинацию солнечной и гидроэнергетической энергии!
Другой способ — направить энергию от фотоэлектрической системы в водяной электролизер, который вырабатывает из воды газообразный водород. Этот водородный газ хранится и может быть использован позднее в качестве батареи для выработки электроэнергии. В основном это используется в промышленных целях.[ https://www.environmentbuddy.com/energy/how-to-store-solar-energy-without-batteries/]
Солнечные панели будут поглощать фотоны от солнца, которые попадают в систему, где алюминиевый сплав нагревается и переходит из твердого состояния в жидкое. Этот метод позволяет аккумулировать в материале очень плотное количество энергии, которая в виде тепла будет передана в генератор Стирлинга. Затем она превращается в электроэнергию с нулевым уровнем выбросов и по более низкой цене. https://www.sciencetimes.com/articles/25054/20200318/breakthrough-concept-for-storing-energy-without-batteries.htm
Как проверить солнечную батарею?
Индийская организация по стандартизации сформулировала стандарт IS 16270:2014 для тестирования вторичных элементов и батарей для солнечных фотоэлектрических установок. Также имеется номер спецификации IEC 62133: 2012. Эти две спецификации идентичны.
Следующие тесты описаны подробно:
- Номинальная мощность
- Выносливость (испытание на жизненный цикл)
- Сохранение заряда
- Циклическая выносливость в фотоэлектрических установках (Экстремальные условия)
- Восстановление после сульфатации
- Потеря воды при зарядке поплавка
- Тесты на эффективность
Можно ли заряжать аккумулятор непосредственно от солнечной батареи?
Не рекомендуется использовать SPV панели напрямую, если напряжение массива и прибора не совместимы, то есть прибор должен быть постоянного тока.
Как работают солнечные батареи?
Как и любые другие батареи, солнечные батареи также отдают энергию по требованию. В зависимости от требований к мощности и продолжительности, в течение которой эта мощность необходима, определяется емкость аккумуляторной батареи и ее конфигурация.
Необходимая мощность и продолжительность работы также определяют мощность солнечной батареи.
Солнечные панели и батарея подключаются через контроллер заряда, чтобы батарея или приборы не были повреждены из-за чрезмерного напряжения или тока. И снова ток от батареи будет постоянным, и этот постоянный ток будет преобразован в переменный по мере необходимости солнечным инвертором. Некоторые приборы, работающие на постоянном токе, могут быть подключены к контроллеру заряда.
Пользователи, не знакомые с подключением батарей, должны проконсультироваться со специалистом, прежде чем соединять батареи между собой для создания подходящего банка батарей или батареи с контроллером заряда или инвертором.
Подходят ли гелевые батареи для солнечных батарей?
Да. Гелевые батареи относятся к типу вентильно-регулируемых, поэтому потребность в обслуживании практически нулевая. Они обеспечивают превосходную производительность как в плавающих, так и в циклических приложениях без снижения надежности и безотказности в течение всего срока службы элементов. Позитивные шипы изготовлены из специального коррозионностойкого сплава с высоким содержанием олова, что обеспечивает хорошую производительность на протяжении всего срока службы ячеек.
Они хорошо подходят для всех систем хранения возобновляемой энергии, ИБП, распределительных устройств и систем управления, железнодорожных систем сигнализации и телекоммуникаций (S&T).
Эти ячейки изготовлены из трубчатых пластин, произведенных с использованием процесса литья под высоким давлением, что обеспечивает отсутствие пор и срок службы более 20 лет. Это готовые к использованию заводские заряженные элементы без расслоения электролита. Благодаря конструкции VR отпадает необходимость периодического добавления воды (долива).
Они имеют специально разработанные клапаны с огнестойкими материалами, что позволяет полностью исключить опасность возгорания.
Можно ли использовать автомобильный аккумулятор для солнечной батареи?
Любой тип батареи может быть использован для применения в SPV. Автомобильные батареи предназначены для высокоскоростного разряда и поэтому изготавливаются с более тонкими плоскими пластинами. Поэтому срок их службы в условиях глубоких циклов будет очень низким.
Их можно использовать в солнечных фотоэлектрических установках, но не стоит рассчитывать на долгий срок службы.
Можно ли использовать солнечную батарею в обычном инверторе?
Да. Между инвертором и батареей должна быть совместимость по напряжению. Инвертор должен иметь максимальное напряжение заряда 2,25-2,3 В на элемент (Vpc), то есть 13,5-13,8 В для батареи 12 В. Тогда никаких проблем не возникнет.
Могу ли я использовать обычную батарею инвертора для батареи солнечной панели?
Да. Но в отличие от гелевых солнечных батарей, при обслуживании возникают проблемы, а также увеличивается стоимость.
Регулярная дозаправка, очистка клемм, шайб, болтов и гаек, периодические уравнительные заряды — вот некоторые из аспектов технического обслуживания.
Сколько батарей требуется для солнечной системы мощностью 10 кВт?
Технические характеристики батарей для солнечной системы мощностью 10 кВт (автономной) должны быть определены с учетом нескольких параметров, таких как ежедневные потребности в кВт и кВтч, мощность панелей SPV, солнечная инсоляция и т.д.
Однако большинство автономных систем на крыше мощностью от 7,5 кВт до 10 кВт (требуемая площадь крыши от 700 до 1000 квадратных футов) используют системы 120 В с батареями емкостью 150 Ач вместе с 16 модулями солнечных панелей мощностью 320 Втч.
Солнечная фотоэлектрическая система, работающая от сети, не требует аккумуляторных батарей.
Как зарядить несколько батарей с помощью одной солнечной панели?
Все солнечные контроллеры заряда позволяют заряжать только одну батарею. В настоящее время существуют контроллеры заряда, в которых предусмотрена возможность зарядки двух батарей. Два блока батарей заряжаются отдельно с помощью одного контроллера и солнечных панелей. На контроллере заряда есть две отдельные точки подключения батареи.
При отсутствии контроллеров заряда вышеуказанного типа, две батареи могут заряжаться от одной солнечной панели с помощью двух солнечных контроллеров заряда. Контроллеры заряда были специально разработаны для использования в этой конфигурации. Два контроллера заряда солнечной батареи индивидуально контролируют и эффективно управляют для обеспечения оптимального зарядного тока (амперы) и напряжения.
Сколько солнечных батарей необходимо для зарядки 12-вольтовой батареи?
Одной солнечной панели достаточно для зарядки 12-вольтовой батареи. Напряжение, выдаваемое панелью SPV, подходит для зарядки 12-вольтовой батареи и находится в диапазоне от 16 до 17,3 В.
Сила тока зависит от количества солнечных батарей, подключенных параллельно. Каждый элемент SPV может производить примерно 0,55 — 0,6 В (OCV) и ток 2 А в зависимости от размера элемента, солнечной инсоляции (дается в Вт/м2) и климатических условий.
35 последовательно соединенных ячеек производят от 35 до 40 Вт при 17,3. Диаметр ячейки составляет 4 дюйма. Обычно солнечный модуль
панель установлена в алюминиевой раме, которая была ориентирована на экватор (юг) и наклонена на угол около 45° S.
Элемент мощностью 40 Вт имеет площадь 91,3 см 2 , а напряжение составляет 21 В (OCV) и 17,3 В (OCV). Он может вырабатывать ток 2,3 А.
Аналогично, панель мощностью 10 Вт даст 10 Вт-ч (0,6 А @ 16,5 В) в течение часа при стандартных условиях.
условия испытания (1000 Вт/м2 и 25C — эквивалент одного часа «пикового» солнечного света). В течение примерно 5 часов эквивалентного солнечного света летом он будет давать 50 Втч.
Какой аккумулятор лучше всего подходит для солнечных батарей?
Солнечные батареи с гелевым электролитом являются лучшими с точки зрения стоимости.
Но в настоящее время пользователи отдают предпочтение литий-ионным батареям с их лучшими характеристиками.
Свинцово-кислотная батарея емкостью 24 кВт/ч равна:
— 2,000 Ач при напряжении 12 вольт
— 1 000 Ач при 24 вольтах
— 500 Ач при напряжении 48 вольт
Для тех же 24 кВт/ч достаточно литий-ионной батареи емкостью 13,13 кВт/ч.
— 1,050 Ач при напряжении 12 вольт
— 525 Ач при 24 вольтах
— 262,5 Ач при напряжении 48 вольт (https://www.wholesalesolar.com/solar-information/battery-bank-sizing)
Определение размеров свинцово-кислотного аккумулятора
10 кВтч x 2 (для 50% глубины разряда) x 1,25 (коэффициент эффективности заряда 80%) = 25,0 кВтч
Но если мы возьмем расчеты 80% DOD для свинцово-кислотных батарей глубокого цикла, то требуемый кВтч будет ниже.
10 кВтч *1,25 (или 10/0,8) (для 80% глубины разряда) умножить на 1,25 (эффективность заряда 80%), требуемая батарея составит 15,6 кВтч
Размер литий-ионной батареи
10 кВтч x 1,25 (для глубины разряда 80%) x 1,05 (коэффициент эффективности заряда 95%) = 13,16 кВтч
Можно ли подключить солнечную панель 24 В к аккумулятору 12 В?
Да. Но мы должны включить контроллер заряда между панелью SPV и батареей. В противном случае аккумулятор может быть поврежден в результате перезаряда или даже взорваться, если условия будут благоприятствовать накоплению газообразного водорода выше опасного предела и возникновению искры.
В чем разница между солнечной батареей и обычной батареей?
Солнечная батарея изготовлена из трубчатых пластин, произведенных методом литья под высоким давлением, что обеспечивает отсутствие пор и срок службы более 20 лет. Это готовые к использованию заводские заряженные элементы без расслоения электролита. Благодаря конструкции VR отпадает необходимость периодического добавления воды (долива). Они имеют специально разработанные клапаны с огнестойкими материалами, что позволяет полностью исключить опасность возгорания.
Гелевые батареи относятся к типу вентильно-регулируемых, поэтому потребность в обслуживании практически нулевая. Они обеспечивают превосходную производительность как в плавающих, так и в циклических приложениях без снижения надежности и безотказности в течение всего срока службы элементов. Позитивные шипы изготовлены из специального коррозионностойкого сплава с высоким содержанием олова, что обеспечивает хорошую производительность на протяжении всего срока службы ячеек.
Напротив, обычные батареи изготавливаются с использованием обычных сплавов для решеток, и срок их службы также не дольше. Но в отличие от гелевых солнечных батарей, при обслуживании возникают проблемы, а также увеличивается стоимость.
Регулярная дозаправка, очистка клемм, шайб, болтов и гаек, периодические уравнительные заряды — вот некоторые из аспектов технического обслуживания.
Как подключить солнечную панель к аккумулятору и контроллеру заряда:
Контроллер заряда будет подключен между солнечной фотоэлектрической панелью и батареей
