Солнечная батарея
(солнечная панель и аккумулятор)

Сам термин «солнечная батарея» уже считается устаревшим. Она состоит из солнечной панели и солнечного аккумулятора. Поскольку мы уже подробно рассказывали о солнечной панели на соответствующей странице, то здесь поделимся с Вами важными моментами относительно аккумулятора для солнечной батареи.

При выборе аккумулятора для солнечных электростанций стоит обратить внимание на следующие основные параметры:

Ёмкость. Показывает, какой объём энергии способен накопить аккумулятор. Измеряется в ампер-часах (Ah) или ватт-часах (Wh). Чем больше этот показатель, тем дольше система сможет обеспечивать питание в периоды отсутствия солнечного света.

Ресурс циклов заряд - разряда. Характеризует количество полных рабочих циклов, которое аккумулятор может выдержать без существенной потери ёмкости. Свинцовые батареи рассчитаны в среднем на 500–800 циклов, гелевые — до 2000, а литиевые — более 4000. Чем выше ресурс, тем дольше срок службы устройства.

Глубина разряда (DoD). Указывает, какую часть накопленной энергии можно использовать без вреда для аккумулятора. Например, при DoD 80% допустимо расходовать до 80% ёмкости перед очередной зарядкой.

Рабочий температурный диапазон. Разные типы аккумуляторов по-разному реагируют на низкие и высокие температуры. Свинцово-кислотные и гелевые модели сохраняют работоспособность при морозах до –20 °C, тогда как литиевые батареи менее устойчивы к холоду.

Система защиты (BMS). Многие литиевые аккумуляторы оснащаются встроенной системой управления, которая контролирует процессы заряда и разряда, предотвращая перегрев, короткое замыкание и чрезмерный разряд.

Виды аккумуляторов. Приводим больше для информации, т.к. мы применяем (да и в основном на рынке представлен) самый передовой с технической точки зрения тип – литий железо фосфатные.

Свинцово-кислотные аккумуляторы
Этот тип батарей нам хорошо знаком по автомобильной технике, однако для накопления энергии от солнечных панелей применяется редко. Причина в том, что такие аккумуляторы считаются небезопасными и малоэффективными для длительного электроснабжения. Они не рассчитаны на регулярные глубокие разряды и работу в режиме постоянной нагрузки с последующими неполными подзарядками.
Использование кислотного электролита делает эксплуатацию сложной: необходимо контролировать его уровень и примерно раз в три месяца доливать дистиллированную воду.

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы
AGMAGM-аккумуляторы относятся к более современным и безопасным решениям. В них электролит впитан в стекловолоконный наполнитель, что предотвращает его утечку. Герметичный корпус обеспечивает возврат выделяющихся газов обратно в систему, благодаря чему отсутствуют потери электролита и отпадает необходимость в обслуживании и вентиляции.
Такая конструкция повышает уровень безопасности, сокращает саморазряд и ускоряет процесс зарядки. Дополнительным плюсом является отсутствие необходимости долива электролита. Цена устройств относится к среднему сегменту.

Гелевые свинцово-кислотные аккумуляторы
Гелевые аккумуляторы отличаются тем, что в электролит добавляют оксид кремния, за счёт чего он приобретает вязкую, гелеобразную структуру.

Свинцово-углеродные (карбоновые) аккумуляторы
Для циклического режима работы выпускаются аккумуляторы, в которых анод выполнен из свинца, а катод — из углеродных композитов. Электролит имеет гелевую форму, а корпус полностью герметичен. Углеродные элементы выполняют роль конденсатора, ускоряя процессы заряда и разряда, включая частичную подзарядку.

Тяговые панцирные аккумуляторы OPzS и OPzV
В панцирных аккумуляторах анод выполнен в виде трубчатой пластины, что повышает их надёжность и долговечность. Различают два основных типа:
1.OPzS — обслуживаемые модели с жидким электролитом. Требуют периодического контроля и долива воды примерно два раза в год, а также установки в хорошо проветриваемых помещениях. Часто выпускаются в прозрачных корпусах для удобства обслуживания.
2.OPzV — герметичные, необслуживаемые аккумуляторы с гелевым электролитом, полностью безопасные в эксплуатации.

Панцирные батареи специально разработаны для солнечных электростанций и рассчитаны на длительную работу — до 5000 циклов или около 25 лет при соблюдении рекомендованных условий. Они устойчивы к отрицательным температурам и подходят для зимней эксплуатации, например в системах отопления загородных домов. Глубокие разряды и частичные подзарядки до 60% не вызывают снижения ёмкости.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы
Аккумуляторы этого типа устойчивы к глубокому разряду практически до нуля и позволяют накапливать большие объёмы энергии при компактных размерах. Благодаря высоким токам зарядка возможна как от солнечных панелей, так и от централизованной электросети за короткое время.
Так на что же именно смотреть при выборе? На несколько важных параметров:

• Мощность солнечных панелей. Для компактных систем, например дачных, с суточным потреблением 1–3 кВт·ч подойдут LiFePO4-аккумуляторы напряжением 12 В и ёмкостью 50–100 А·ч. Для полноценных домашних солнечных электростанций с расходом 5–15 кВт·ч в сутки требуются аккумуляторные модули на 48 В и выше, чаще всего также на базе LiFePO4.
• Характер энергопотребления. Ёмкость аккумулятора следует рассчитывать с учётом режима использования электроэнергии и обязательного запаса, который обычно принимают в пределах коэффициента 1,3–1,5.
• Климатические условия эксплуатации. В холодное время года особенно важно учитывать допустимые температуры заряда и разряда. Так, стандартные LiFePO4-аккумуляторы нельзя заряжать при минусовых температурах, поэтому в таких условиях применяют модели с системой подогрева.
• Совместимость с оборудованием. Аккумулятор должен полностью соответствовать параметрам солнечной электростанции. Инверторы и контроллеры рассчитаны на определённое рабочее напряжение — как правило, 12, 24 или 48 В. Подключение батарей с другим напряжением или использование разных типов аккумуляторов в одной системе недопустимо, поскольку это может привести к неравномерному заряду, перегреву и быстрому износу оборудования.

Предлагаем почитать подробнее о:

Посмотреть, какие солнечные батареи (и аккумуляторы для них) мы предлагаем