Типы аккумуляторов для солнечных батарей

В последние годы все больше людей обращают внимание на возобновляемые источники энергии, в частности на солнечные панели, которые можно устанавливать на крыше. Именно поэтому солнечные батареи становятся чрезвычайно популярным способом генерации электроэнергии для домашних электростанций в частных домах и загородных коттеджах.

Однако чтобы эффективно использовать солнечную энергию, необходимо иметь правильную систему хранения, где ключевую роль играют аккумуляторы. Зная, какие АКБ применяются в таких установках для домашних электростанций, их преимущества и недостатки, можно выбрать наиболее подходящую модификацию с учетом всех факторов.

Принцип работы солнечных панелей

При выборе системы, которая работает на солнечной энергии, важно учитывать тип солнечной электростанции, где принимают во внимание такие моменты:

  1. Автономной солнечной электростанции требуется от аккумулятора максимальная емкость.
  2. Если это гибридная солнечная электростанция, то подзарядка осуществляется от электрической сети или солнечной панели, где контроллер отслеживает равномерность разрядки, а также обеспечивает защиту от перезаряда.
  3. В сетевой солнечной электростанции электрическая энергия не накапливается, поскольку все излишки сбрасываются в сеть автоматически.

Важно добавить, что современные солнечные панели могут генерировать ток не только в 12 Вт, но и в 24 Вт, 36 Вт и даже 48 Вт. Часто при работе современной солнечной станции используется не один, а несколько аккумуляторов, что позволяет успешно функционировать нескольким бытовым устройством и приборам освещения.

Главные характеристики аккумуляторов для солнечной батареи

Сегодня в продаже представлено большое количество АКБ, которые отличаются не только производителем, но и техническими и эксплуатационными характеристиками. При выборе подходящего варианта обязательно принимают во внимание следующее:

  1. Емкость. Объем энергии, которую аккумулятор может хранить. Она измеряется в ампер-часах (Ач) или киловатт-часах (кВт-ч). Чем больше емкость, тем больше энергии аккумулятор может запасать, что позволяет использовать более длительные периоды без солнечной энергии (работу за счет резервной энергии).
  2. Номинальное напряжение. Это напряжение, при котором АКБ может успешно работать. Обычно солнечные батареи используют накопители с номинальным напряжением в 12, 24 или 48 вольт.
  3. Тип АКБ. Наиболее распространенными типами аккумуляторов, используемых в солнечных батареях, являются гелевые, AGM, литий-ионные и свинцово-кислотные. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки в отношении емкости, стоимости, жизненного цикла, безопасности, а также температурного диапазона работы.
  4. Жизненный цикл. Определяет, сколько раз аккумулятор может быть полностью заряжен и разряжен перед тем, как его производительность снизится. Высокий цикл означает, что накопитель сможет прослужить дольше.
  5. Саморазрядка. Отражает способность батареи удерживать свой заряд в период, пока прибор не используется. Чем ниже саморазрядка, тем дольше аккумулятор сохраняет свою энергию без подзарядки.
  6. Скорость зарядки и разрядки. Некоторые накопители имеют более высокую скорость, что позволяет эффективней использовать солнечную энергию и удовлетворять пиковые потребности энергии.
  7. Стойкость к циклам. Это количество полных зарядов и разрядов, которые аккумулятор может выдержать в течение всего срока службы с сохранением изначальной емкости без потери производительности.

Немаловажным фактором для многих людей при выборе АКБ является стоимость, что определяется бюджетом и финансовыми возможностями конкретного покупателя.

Свинцово-кислотных батарей

Являются одними из самых распространенных типов аккумуляторов. Они используют химическую реакцию между свинцовым электродом, окруженным пористым материалом (обычно свинцовой сеткой), серной кислотой в качестве электролита и вторым электродом из свинцово-сурьмяного сплава.

Преимущества:

  • относительно низкая стоимость, что делает их доступными для широкого круга потребителей;
  • способность работать в широком диапазоне температур, что позволяет использовать их в различных климатических условиях;
  • хорошая энергетическая плотность.

Недостатки:

  • ограниченный срок службы, поскольку циклическая зарядка/разрядка приводит к постепенному разрушению активных материалов;
  • тяжелый вес и увеличенные размеры.

AGM герметичные свинцово-кислотные

AGM (Absorbent Glass Mat) – герметичные свинцово-кислотные батареи, которые являются одним из вариантов АКБ. Отличаются использованием специального абсорбирующего стекловолокна, которое удерживает электролит и предотвращает его случайную утечку.

Преимущества:

  • герметичность, что предотвращает выход электролита и позволяет использовать батарею в различных пространственных положениях без риска утечки;
  • безопасность и удобство в использовании;
  • высокая стойкость к глубокому разряду:
  • способность выдерживать множество циклов зарядки-разрядки без существенного снижения емкости.

Недостатки:

  • более низкая емкость в сравнении с другими моделями, что может ограничить их использование в приложениях с высоким энергопотреблением;
  • чувствительность к перегрузке, что может приводить к выходу такой АКБ из строя;
  • высокая стоимость в сравнении с обычными свинцово-кислотными батареями.

Гелевые свинцово-кислотные

GEL – особый тип свинцово-кислотных аккумуляторов, в которых электролит представляет собой гелеподобную субстанцию. Она обладает консистенцией, похожей на пасту или желе, что позволяет удерживать электролит на месте, исключая риск случайной протечки.

Преимущества:

  • относительная безопасность использования, поскольку такой электролит не рассыхается и не протекает даже при повреждении аккумулятора;
  • высокая надежность и длительный срок службы, способность выдерживать многочисленные циклы разряда/заряда (до 1100 циклов);
  • способность сохранять свои свойства при низких температурах, что позволяет им хорошо функционировать в холодных условиях;
  • низкая скорость саморазрядки, что означает, что они могут длительное время хранить энергию без существенных потерь.

Недостатки:

  • низкая скорость саморазрядки, так что они могут длительное время хранить энергию без существенных потерь.

Карбоновые свинцово-углеродные

Являются одной из разновидностей свинцово-кислотных (Pb-acid) аккумуляторов, где положительный электрод состоит из композита углерода и карбида кремния. Имеют прочный и герметичный корпус, внутри которого залит электролит в форме геля. Конденсатором здесь выступает углерод, который ускоряет процесс зарядки.

Преимущества:

  • имеют повышенную энергетическую плотность в сравнении с традиционными свинцово-кислотными АКБ;
  • способны выдерживать большое количество циклов зарядки/разрядки, что делает их более надежными и долговечными;
  • возможность быстрой зарядки.

Недостатки:

  • низкая плотность энергии;
  • высокая саморазрядка;
  • ограничения в работе при низких и высоких температурах.

Тяговые панцирные OPzS и OPzV аккумуляторы

Тяговые панцирные аккумуляторы OPzS (винто-пластинчатые сухонаполненные) и OPzV (гелевые) являются двумя наиболее распространенными типами свинцово-кислотных аккумуляторов, которые широко применяются в различных областях, включая резервное электропитание, телекоммуникации, солнечную энергетику, подстанции и промышленные установки. OPzS – обслуживаемые АКБ с жидким электролитом, а OPzV – герметичные, необслуживаемые (гелевые), которые являются более удобными и безопасными.

Преимущества:

  • длительный период работы без необходимости в частой замене, благодаря чему их можно использовать в течение 20–25 лет;
  • способность выдерживать глубокие разряды без значительной потери производительности или повреждения аккумулятора;
  • надежное электропитание в широком диапазоне рабочих условий, включая экстремальные температуры и переменные нагрузки;
  • конфигурация и масштабирование в соответствии с требованиями системы, что позволяет адаптироваться к различным потребностям и изменениям в будущем.

Недостатки:

  • больший вес и увеличенные габариты сравнению с некоторыми другими типами аккумуляторов, что может быть ограничением в некоторых применениях.
  • более дорогие в плане первоначальных финансовых затрат.
  • чувствительность к перегрузке или неправильной эксплуатации, что может привести к сокращению срока службы или повреждению аккумулятора.

Подводя итоги, можно отметить, что существуют разные аккумуляторы, которые можно использовать в комплекте с солнечными батареями. При выборе следует руководствоваться модификацией энергетической установки и ее параметрами, техническими и эксплуатационными характеристиками.