Батарея для солнечных панелей
Отличительной чертой работы аккумуляторной батареи в автономных электростанциях с использованием солнечных батарей является глубокое и непредсказуемое циклирование, а также сочетание циклов с буферными режимами. Прежде чем выбрать аккумуляторы для солнечных панелей, следует провести энергетический и экономический анализ конфигурации станции, а также оценить возможности организации помещения и обслуживания АКБ.
Некоторые разновидности АКБ для стационарных автономных систем
По применяемой технологии различают несколько типов базовых ячеек:
- ортодоксальные свинцово-кислотные стартёрные с жидким электролитом;
- тяговые свинцовые элементы;
- батареи с гелевым электролитом;
- более продвинутые гелевые и AGM аккумуляторы с допусками по глубокому разряду;
- элементы панцирного и углеродного типа;
- литий-железофосфатные батареи;
- литий-титанат.
Все эти исполнения накопителей сильно различаются по электрическим характеристикам, ресурсу, а главное – стоимости хранения единицы энергии.
Свинцово-кислотные батареи
Элементы такого типа содержат свинцовые электроды с активной массой, сепараторы и электролит различных типов. В зависимости от совершенства конструкции и выделения при разработке тех или иных свойств, они могут иметь разную цену и потребительские качества.
В самом дешёвом варианте используются автомобильные стартёрные батареи с жидким электролитом. Это недорогой, но и самый неудачный выбор, поскольку такие АКБ рассчитаны на специфический режим работы в буферном режиме с периодическим кратковременным включением стартёра на большой ток разряда. Условия работы в электростанции совершенно другие.
Тяговые свинцовые батареи подходят лучше, при этом они тоже недорого обходятся. Из недостатков отмечается необходимость регулярного обслуживания и наличие опасных испарений. Количество циклов также ограничено.
Чаще всего применяют различные варианты гелевых и AGM батарей. Их природный недостаток в виде чувствительности к глубоким разрядам в некоторых товарных линейках преодолён, а количество ресурсных циклов увеличено. В таких АКБ приняты меры к регенерации образующихся газов, что предотвращает потери электролита.
Стоимость батарей AGM и GEL значительно выше, чем у традиционных, но необслуживаемость и увеличенное количество циклов обеспечивают их наиболее частое применение в автономной энергетике. Строгость режимов заряда и разряда обеспечивается конструкцией инверторов.
Панцирные и углеродные технологии
Существуют усовершенствованные свинцовые АКБ, например, типов OpzV или композитные, отличающиеся особой конструкцией и составом электродов, с гелевым электролитом. Такие технологии повышают срок службы, количество циклов, а также позволяют варьировать электрические характеристики. Но цена у них приближается к следующему принципиальному классу накопителей.
Литиевые батареи
В основе литий-ионных, железофосфатных или титанатных батарей лежат свойства активной массы электродов с ионами лития. Такая базовая ячейка обеспечивает почти идеальные характеристики АКБ для применения в солнечных станциях. Аккумуляторы допускают быстрый заряд большими токами, имеют низкий саморазряд и значительные токи нагрузки.
Обслуживания такие батареи не требуют и располагают самым большим сроком службы. Эффекта памяти нет, допускается глубокий разряд. Причём линейность разрядной характеристики позволяет не снижать мощность нагрузки до полного разряда. Удельная ёмкость выше в разы, чем у свинца, но главный недостаток – пока слишком высокая цена.
Тем не менее, в перспективе затраты будут снижены за счёт долгого срока службы и нулевого обслуживания. Если допустимы вложения значительных средств в капитальные затраты на создание станции, то это лучший выбор. А самые перспективные разновидности лития – феррофосфат и титанат избавлены от проблем с пожароопасностью, присущих ранним разработкам литий-ионных АКБ.
