Меню

Во всех светильниках от солнечных батарей нужны еще батарейки

Аккумуляторы для солнечных светильников

Пост опубликован: 7 августа, 2017

Одной из главных составляющих устройств, работающих на преобразовании солнечной энергии в электрическую, являются аккумуляторы, являющиеся накопителями электрической энергии. Они обеспечивают работу устройств в темное время суток, а также при негативном воздействии внешних факторов, которыми являются атмосферные осадки и прочие погодные условия.

Одним из видов устройств, работающих на энергии солнца, и имеющих в своей конструкции подобные элементы, являются солнечные светильники.

Как выбрать

Для того, чтобы правильно выбрать аккумуляторы для светильников, работающих на солнечных батареях, необходимо помнить о важной способности некоторых видов таких устройств, как-то способность некоторых моделей, запоминать объем заряда за несколько предшествующих циклов.
Такая способность является негативным фактором, который определяется химическим составом элементов, когда, в случае неполного заряда, в течение нескольких циклов, подобные устройства перестают заряжаться, что приводит их в не рабочее состояние.

Критериями, определяющими выбор аккумулятора, являются его технические характеристики, это:

  1. Напряжение;
  2. Удельные: ёмкость, энергия и мощность устройства;
  3. Продолжительность тепловой и токовой нагрузки;
  4. Предельно допустимое количество циклов «заряд/разряд»;
  5. Срок службы;
  6. Величина саморазряда;
  7. Температурный режим эксплуатации;
  8. Наличие эффекта памяти.

Рейтинг лучших

Наиболее широкое распространение, в качестве накопителя электрической энергии, в солнечных светильниках, получили следующие виды аккумуляторов, это:

  • Цилиндрические, литий-железо-фосфатные (LiFePO4).
    Данные устройства обладают высоким током разряда и взрывобезопасны.
    Среди пользователей подобного типа аккумуляторов, популярностью пользуется серия Howell (Китай), отличающаяся целым рядом достоинств.

Эксплуатационные характеристики данной серии:

Рабочее напряжение – до 2,3 В;

Удельные:

  1. емкость – 100,0 – 120,0 Вт*ч/кг;
  2. энергия – 135,0 – 150,0 Вт*ч/л;
  3. мощность – от 2,0 до 4,5 кВт/кг;

Нагрузки:

  1. типовая – 30,0 *С;
  2. высокая – 50,0 *С;
  3. импульсная – до 100,0 *С.

Количество периодов заряд/разряд – до 2000;
Срок эксплуатации – от 3,0 до 5,0 лет;
Величина саморазряда – не более 0,3% в месяц;
Температурный режим – от — 20 *С до +60 *С;
Эффект памяти – отсутствует.

  • Никель-металл-гидридные (Ni-MH).
    У устройств данного типа, электрод изготавливается из водородоадсорбирующего сплава, который способен поглощать водород. Данный тип отличается продолжительными сроками эксплуатации и способностью к длительному хранению.
    Модели этой группы выпускается различных геометрических размеров (диаметр и длина) и с различными техническими характеристиками (емкость, ток заряда) и неизменным напряжением – 1,2 В. Все модели экологически безопасны для окружающей среды.
  • Никель-кадмиевые (NiCd).
    Использование кадмия, в моделях этой типа, позволяет уменьшить габаритные размеры и весустройств, в сравнении с никель-металл-гидридными моделями, при том, что у них одинаковые графики разряда.

Эксплуатационные характеристики данной серии:

Рабочее напряжение – до 1,5 В;

Удельные:

  1. емкость – 30,0 – 40,0 Вт*ч/кг;
  2. энергия – 85,0 – 100,0 Вт*ч/л;
  3. мощность – 100 – 155 Вт/кг.

Нагрузки:

  1. типовая – 3,0 *С;
  2. высокая – 10,0 *С;
  3. импульсная нагрузка – до 25,0 *С;

Количество периодов заряд/разряд – до 500;
Срок эксплуатации – от 3,0 до 5,0 лет;
Величина саморазряда – 25,0% в месяц;
Температура эксплуатации – от — 20 *С до +60 *С;
Эффект памяти – присутствует.

Где купить

Аккумуляторы, используемые в солнечных светильниках, достаточно широко используются для питания различных электронных устройств. В связи с этим, при необходимости их замены, всегда есть возможность приобрести аналогичные тем, что были установлены производителем таких светильников, или подобрать подобные им, в соответствии с техническими характеристиками, условиями эксплуатации и экологической безопасностью устройств.

Читайте также:  Delta mc4 ab коннектор для подключения солнечных панелей комплект 2 шт

Все выше перечисленные виды аккумуляторов реализуются в розничной торговле, в различных торговых и специализированных сетях, что позволяет без труда приобрести необходимую модель.

Кроме этого, можно воспользоваться онлайн продажами, которые осуществляются в сети интернет. В этом случае можно ознакомиться с предложениями различных компаний, изучить технические характеристики моделей и их эксплуатационные показатели, сравнить стоимость и условия поставки.

Плюсы и минусы

У всех выше приведенных типов аккумуляторов, служащих накопителями электрической энергии, для светильников, имеющих в своей конструкции солнечную батарею, присущи определенные достоинства и недостатки.

Достоинствами, в соответствии с типом устройства, являются:

  • Для литий-железо-фосфатных моделей:
  1. Продолжительный срок эксплуатации;
  2. Взрывобезопасность.
  3. Высокая скорость зарядки.
  4. Широкий температурный диапазон рабочих температур.
  • Для никель-металл-гидридных моделей:
  1. Длительные сроки эксплуатации;
  2. Способность к продолжительному хранению;
  3. Экологическая безопасность данного типа устройств;
  4. Возможность заряжать в любое время вне зависимости от текущего заряда устройства и без ущерба техническим параметрам.

  • Для никель-кадмиевых моделей:
  1. Продолжительные сроки эксплуатации;
  2. Способность к длительному хранению;
  3. Быстрый процесс заряда устройств.

Недостатками, выше перечисленных типов устройств, являются:

  • Для литий-железо-фосфатных, аккумуляторов:
  1. Более крупные габаритные размеры и вес, нежели у литий-йонных устройств.
  • Для Никель-металл-гидридных аккумуляторов, особо выявленных отрицательных качеств, не выявлено.
  • Для никель-кадмиевых аккумуляторов:
  1. Наличие памяти;
  2. Перед новой зарядкой, должна быть выполнена полная разрядка аккумулятора;
  3. Негативное воздействие на окружающую среду.

Источник

Какие аккумуляторы лучше? Актуальная информация на 2021 год

Аккумуляторы имеют решающее значение, чтобы использовать вашу систему в рабочем состоянии в любое время суток. С неправильно подобранным банком аккумуляторов, вы сможете воспользоваться солнечной энергией только тогда, когда солнечные батареи ее производят, а при заходе солнца аккумуляторы могут быть не способны выдать необходимую мощность.

Зачем нужны аккумуляторы в системах на солнечных батареях

Поскольку солнечное излучение величина не постоянная и, если вы не подключены к центральной электросети или подключение не стабильное, недостаточно иметь просто солнечные батареи. Вам нужно где-то хранить энергию и наличие надежных аккумуляторных батарей, поможет вам сохранить электроэнергию, которую ваши солнечные панели производят в течение дня.

К вопросу «какой аккумулятор выбрать для солнечных батарей» надо подойти предельно серьезно, чтобы использовать вашу систему в рабочем состоянии в любое время суток. С неправильно подобранным банком аккумуляторов, вы сможете воспользоваться солнечной энергией только тогда, когда солнечные батареи ее производят, а при заходе солнца аккумуляторы могут быть не способны выдать необходимую мощность. При отсутствии хороших аккумуляторных батарей вам придется бороться с недостатком энергии, особенно если в сети электроснабжения есть перебои или она попросту отсутствует.

Свинцово – кислотные, в том числе AGM и GEL и литиевые аккумуляторы, набирающие популярность, на сегодня наиболее востребованы для электроснабжения, найдем их отличия и определим преимущества или недостатки.

Сравнение свинцово-кислотных и литиевых батарей

Свинцовые батареи стоят дешевле, но они имеют более короткий срок службы и по современным меркам низкую плотность энергии, а некоторые из них требуют регулярного технического обслуживания, чтобы поддерживать их в рабочем состоянии. Литиевые батареи дороже, но они не требуют технического обслуживания и имеют более длительный срок службы, что соответствует их более высокой цене. Давайте более подробно рассмотрим какой лучше взять аккумулятор для солнечных электростанций, плюсы и минусы каждого варианта и объясним, почему вы можете выбрать один из них для своей системы.

Читайте также:  Самый высокий кпд солнечных батарей

Свинцово-кислотные с жидким электролитом

Отличительной особенностью этих батарей является то, что свинцовые пластины погружены в жидкий электролит. Их необходимо регулярно проверять и доливать каждые 1-3 месяца, чтобы они работали должным образом. Халатное отношение к обслуживанию может сократить их срок службы и аннулировать гарантию. Поскольку в ходе эксплуатации этот тип АКБ может выделять опасные газы, их необходимо устанавливать в вентилируемом помещении, чтобы позволить газам батареи выходить наружу.

Герметичные свинцово-кислотные

Герметизированные бывают двух типов: AGM и GEL, которые имеют много схожих свойств. Они практически не требуют обслуживания и влагозащищены. Отличия заключаются в электролите – в гелевом аккумуляторе он находится в загущенном состоянии, а в AGM электролит абсорбирован в стекловолокне. Считается, что они не выделяют газы, это не совсем так, поскольку для защиты аккумуляторов предусмотрены клапаны, которые могут открываться в экстренных ситуациях.

Панцирные OPzS и OPzV

Эти аккумуляторы являются разновидностью свинцово-кислотных аккумуляторов: OPzS – с жидким электролитом, а OPzV с электролитом в виде геля. Минусы – низкая плотность энергии и нелинейные разрядные характеристики, свойственные всем свинцовым аккумуляторам. Из плюсов можно отметить 1200-1500 циклов, при глубине разряда на 80%, что в 2-3 раза больше в сравнении с обычными свинцово-кислотными АКБ, но и более высокую цену, которая соизмерима уже со стоимостью LiFePo4 аккумуляторов.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы

Одним из лучших химических составов литиевых АКБ для солнечных батарей является литий-железо-фосфат LiFePO4, он же LFP, еще встречается название «Лифер». Эта технология имеет в несколько раз больший срок службы, чем у свинцовых АКБ и может использоваться при более глубоких циклах. Благодаря линейным разрядным характеристикам можно использовать меньшую емкость, при разряде большими токами. Они также не требуют обслуживания или вентиляции, в отличие от заливных свинцово-кислотных батарей. LiFePO4 это одна из разновидностей литий-ионных батарей, но в отличие от них LiFePO4 пожаро-взрывобезопасны.

Литий-титанатные, они же LTO

Можно уверенно сказать, что это великолепные аккумуляторы и одни из лучших на данный момент и они имеют все вышеперечисленные плюсы LiFePO4 аккумуляторов, но и еще могут заряжаться просто огромнейшими токами в 10С (для сравнения «свинец» можно заряжать токами 0,1 – 0,2С) и имеют ресурс 16000 циклов. Из минусов можно отметить высокую цену и больший вес в сравнении с LiFePO4.

Литий-ионные, они же Li-ion

Имеют очень высокую плотность энергии и малый вес, благодаря чему широко применяются на электротранспорте, в том числе в Тесле, но имеют существенный недостаток — при повреждениях и при работе в нештатном режиме могут воспламеняться. У LiFePO4 и Литий-титанатных аккумуляторов отсутствует этот недостаток, поэтому они более предпочтительны для использования в автономных и бесперебойных системах.

Подводя промежуточный итог, можно отметить, что первоначальные вложения на литиевые батареи больше, но при эксплуатации стоимость владения получается значительно ниже — за время эксплуатации литиевых аккумуляторов приходится несколько раз заменить свинцовые АКБ.

Выделим основные превосходства литиевых LFP и LTO аккумуляторов над свинцово-кислотными:

  1. Срок службы в несколько раз больше, чем у свинцовых АКБ;
  2. Количество циклов при глубине разряда 80% составляет 2000-3500 у LFP и до 16000 у LTO, против 300-350 циклов у обычного «свинца» и до 1500 циклов у OPzS c OPzV;
  3. Быстрый заряд, благодаря способности принимать большие токи заряда (зарядный ток до 2С (у LFP) и до 10C (у LTO), против 0,1-0,3С у свинцовых;
  4. Линейные разрядные характеристики позволяют использовать в 2-3 раза меньшую емкость, в сравнении со «свинцом» и получать паспортную емкость независимо от разрядного тока;
  5. Меньший вес, высокая плотность энергии;
  6. Не выделяют вредные вещества и пожаро-взрывобезопасны.
Читайте также:  Калькулятор угла наклона солнечной панели

Из минусов литиевых АКБ можно отметить, что их нельзя использовать без системы балансировки и защиты BMS (Battery Management System) и более высокие первоначальные вложения.

Сравнительная таблица аккумуляторов:

Свинцовые автомобильные
Свинцовые AGM/GEL
Свинцовые OPzS
Свинцовые OPzV
Литий-ионные Li-ion
Литий-титанатные LTO
Литий-железо-фосфатные LiFePO4
Плюсы Низкие первоначальные вложения. Герметизирован-ные. Не выделяют газы Возможность обслуживания. хорошие показатели для свинцовых АКБ. Герметизирован-ные. Не выделяют газы. Хорошие показатели для свинцовых АКБ. Самая высокая плотность энергии. Малый вес и объем. Большой срок службы. Самый большой срок службы. Возможно заряжать и разряжать огромными токами. Полностью безопасны Высока плотность энергии. Большой срок службы. Большие зарядные и разрядные токи. Полностью безопасны.
Минусы Малый срок службы. Выделяют газы. Медленный заряд. Не способны долговременно выдавать большие токи. Нелинейные разрядные характеристики. Малый срок службы при постоянном циклировании. Медленный заряд. Не способны выдавать большие токи. Маленькая снимаемая емкость при разряде большим Высокая стоимость. Медленный заряд. Не способны выдавать долговременно большие токи. Маленькая снимаемая емкость при разряде большими токами. Высокая стоимость. Медленный заряд. Не способны выдавать долговременно большие токи. Маленькая снимаемая емкость при разряде большими токами. При повреждении или при работе в нештатном режиме опасны, обильно выделяют газы и пожароопасны. Нельзя использовать без системы балансировки и защиты. Самые большие первоначальные вложения. Нельзя использовать без системы балансировки. Высокие первоначальные вложения. Нельзя использовать без системы балансировки.
Номинальное напряжение 1шт, В 12 12 2 2 3,7 2,3 3,2
Количество шт последовательно, для получения 12В 1 1 6 6 4 6 4
Удельный вес, Вт*ч в 1кг 45 40 33 33 205 73 95
Цена за 1000 Вт*ч, руб (на 2019г) 7000 14000 16000 20000 14000 33000 16000
Количество циклов, при разряде 30% 750 1400 3000 5000 9000 25000 10000
Количество циклов, при разряде 70% 200 500 1700 1800 5000 20000 5000
Количество циклов, при разряде 80% 150 350 1300 1500 2000 16000 3000
Цена 1 цикла, при разряде на 30%, руб 9,3 10 5,3 4 1,6 1,3 1,6
Цена 1 цикла, при разряде на 70%, руб 35 28 9,4 11,1 2,8 1,7 3,2
Цена 1 цикла, при разряде на 80%, руб 46,7 40 12,3 13,3 7 2,1 5,3

Исходя из всех перечисленных аргументов и проведенному сравнительному анализу, можно сделать вывод, что литиевые аккумуляторы имеют превосходство над «свинцовыми» почти по всем параметрам. Но какой из основных трех типов литиевых батарей выбрать?

На наш взгляд на текущий момент для солнечной электростанции лучше купить аккумуляторы литий-железо-фосфатные, они имеют великолепные технические характеристики, долгий срок службы и в отличии от обычных Li-ion полностью безопасны. Более того, их стоимость 2 раза ниже, чем у литий-титанатых аккумуляторов и не смотря, что процессе эксплуатации LTO получаются выгоднее, существует большая вероятность купить восстановленный б/у LTO аккумулятор, который был снят с электротранспорта в Китае.

Поэтому в большинстве случаев предпочтительнее будут аккумуляторы по технологии LiFePO4.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *