Olověné baterie pro solární elektrárny. Gel a AGM | Solární elektrárny

Velmi často si zákazníci při žádosti o výběr zařízení nebo při výběru solární elektrárny kladou otázku: Jak vypočítat výkon a počet solárních panelů a baterií a jaký výkon solární elektrárnu zvolit. V tomto článku se pokusíme vypořádat s tímto problémem a pokusím se vysvětlit jednoduchým jazykem, aniž bych zacházel do podrobností, jak to udělat.

Nejprve si musíte zjistit, kolik elektřiny denně spotřebujete., to lze provést tak, že se odeberou průměrné měsíční odečty elektroměrů a vydělí se 30 dny. Dostaneme tedy průměrnou spotřebu za den. Například společenská norma v RO pro dvě osoby je 234 kW, což je asi 8 kWh elektřiny za den. V souladu s tím potřebujeme solární panely k výrobě stejného množství energie za den.

Výpočet počtu solárních panelů a jejich výkonu

Protože solární panely vyrábět elektřinu pouze během denního světla, pak je třeba to vzít v úvahu především, také stojí za to pochopit, že výkon v zatažených dnech a v zimě je velmi snížen a může být 10-30 procent výkonu panelů. Pro jednoduchost a pohodlí provedeme výpočet od dubna do října, dle denní doby je hlavní produkce od 9 do 17 hodin, tzn. 7-8 hodin denně. V létě budou intervaly samozřejmě delší, od východu do západu slunce, ale v těchto hodinách bude výkon výrazně menší než nominální, takže průměrujeme.

Tedy 4 solární panely o výkonu 250W. (pouze 1000W). Za den se vyrobí 8 kWh energie, tzn. za měsíc je to 240 kWh. To je ale ideální výpočet, jak jsme si řekli výše, v zatažených dnech bude výkon menší, takže můžete lépe odebírat 70 % výkonu, 240 * 0,7 = 168 kWh. Jedná se o průměrný výpočet bez ztrát ve střídači a bateriích. Tuto hodnotu lze také použít pro výpočet síťové solární elektrárny, kde se nepoužívají baterie.

Výpočet baterií pro solární elektrárnu

Dále přejdeme k výpočtu kapacity baterie pro solární panely. Jejich počet a kapacita by měla být taková, aby energie, která je v nich uložena, vystačila pro temnou denní dobu, stojí za zvážení, že v noci je spotřeba elektřiny minimální oproti denní aktivitě.

100Ah baterie skladuje přibližně 100A * 12V = 1200W. (100W žárovka bude fungovat z takové baterie 12 hodin). Pokud tedy spotřebujete 2,4 kWh za noc. elektřiny, pak je potřeba nainstalovat 2 baterie 100A.h. (12V), ale zde je třeba mít na paměti, že je nežádoucí vybíjet baterie o 100%, nejlépe však ne více než 70% -50%. Na základě toho dostaneme, že 2 baterie 100A.h. uloží 2400 * 0,7 = 1700 Wh. To platí při vybíjení nízkými proudy, kdy jsou připojeny výkonné spotřebiče, dochází k poklesu napětí a skutečně klesá kapacita.

Pokud chcete vypočítat, jakou kapacitu baterie je potřeba pro solární baterii, níže je srovnávací tabulka (pro 12V systém.):

Výkon měniče a ztráty v něm

Nyní, co se týče střídače, má i svou účinnost, která je cca 75-90%, tzn. všechny získané hodnoty produkce a rezervy energie lze připsat těmto procentům. Ve výsledku je lepší brát dvojnásobnou zásobu kapacity pro baterie.Takže při spotřebě 2400Wh za noc osadit 4 baterie s kapacitou 100Ah. 100A*12V*4 = 4800Wh Výkon střídače ukazuje jmenovitou zátěž, kterou k němu lze připojit., tedy počet a druh domácích spotřebičů.

1. Solární panely 4ks. o 250W. Měsíční výkon 170-240 kWh (36 tisíc rublů)
2. Baterie 100A.h. 4 věci. rezerva až 4800 wattů. (AGM baterie 50 tisíc rublů)
3. Invertor 2,4 kW jmenovitý výkon připojeného zařízení (27 tis.)

Celkem 113 tisíc rublů. pro sadu zařízení.

Výkon spotřebiče, spotřeba el

Nyní, pokud jde o spotřebitele a jejich sílu, zde jsou ty hlavní:

• LED TV – 50-150W.
• Chladnička třídy A – 100-300W. (pouze když běží kompresor)
• notebook – 20-50W
• Úsporná žárovka – 30 W, VEDENÝ 3-9W
• Nástěnný kotel (elektronika + vestavěné čerpadlo) – 70-130W.
• Router – 10-20W.
• Kondicionér 9 – 700-900W.
• E-mailem Konvice – 1500W.
• Mikrovlnná trouba – 500-700W.
• Pračka – 600 – 900W.
• DVR + 4 kamery – 30-50W.

Všechny kapacity jsou uvedeny za hodinu provozu zařízení, je třeba mít na paměti, že většina spotřebičů pracuje krátkodobě, konvice se zahřívá 5 minut, lednička se zapíná každé 2-3 hodiny na hodinu, aby se udržela teplota. Při udržování teploty chladicí kapaliny funguje i čerpadlo kotle. Podle tohoto principu můžete vypočítat i další zařízení.

Video na téma Výpočet solární elektrárny.

Pro autonomní provoz solární elektrárny je potřeba baterie. Solární panely generují elektrickou energii, která se ukládá do akumulačních zařízení – baterií a lze ji využít při jejím nedostatku. V současné době jsou v solární energii široce používány:

Olověné baterie mají nejnižší měrnou cenu. Rozšířily se díky jejich použití v automobilech. Výrobci olověných baterií neustále vylepšují jejich konstrukci. Tak se objevily gelové a AGM baterie. Abychom pochopili dobré a špatné stránky těchto baterií, podívejme se, jak fungují.

Výpočet kapacity olověného akumulátoru.

Napětí elementárního olověného článku baterie je 2 V. Pro 12V baterii je tedy použito 6 elementárních článků zapojených do série. Obrázky ukazují cykly nabíjení a vybíjení článku olověného akumulátoru.

Jako kladná elektroda se používá oxid olovnatý PbO.₂zápornou elektrodou je olovo Pb a elektrolytem je kyselina sírová H₂SO₄. V důsledku výboje dochází k sulfataci olova s ​​uvolněním 2 elektronů. Když je baterie nabitá, síran olovnatý se přeměňuje na olovo a oxid olovnatý.

Nebo pro teoretickou specifickou energii, kterou může olověná baterie uchovat

Ve skutečnosti je nemožné dosáhnout teoretické skladovací kapacity, protože

35 % je vynaloženo na neúplné využití aktivní hmoty;

14 % je vynaloženo na ředění použité kyseliny sírové;

13% – je vynaloženo na neúplné použití kyseliny v procesu;

14 % je vynaloženo na konstrukční a spojovací díly;

6 % – spotřebuje se na pouzdro baterie.

Skutečně je tak využito 18 % teoretické akumulační kapacity, neboli 30 W hodin na 1 kg.

Akumulační kapacita navíc silně závisí na počtu cyklů nabití-vybití, takže pro 2000 cyklů je akumulační kapacita nebo měrná energie 3-5 W h/kg a pro 500 cyklů 15-20 W h/kg.

Podle jejich akumulační kapacity nebo skutečné měrné energie jsou olověné baterie rozděleny do 3 kategorií podle jejich zamýšleného účelu:

• 1. Startovací baterie s nízkou hloubkou vybití DOD, kde je dosahováno vysokého výkonu díky velkému množství tenkých desek s houbovitým povrchem. Používají se v automobilech, kde je vyžadován vysoký startovací proud.
• 2. Baterie s hlubokým cyklem s vysokou hloubkou vybití (DOD), které používají mnohem silnější pevné desky (nikoli houbu). Používají se jako zásobníky energie s velkým počtem cyklů nabíjení/vybíjení.
• 3. Hybridní baterie. Mezičlánek mezi startérem a bateriemi s hlubokým cyklem.

Je nutné počítat se samovybíjením olověných baterií o 0,5-1% počátečního nabití za den.

Podívejme se na křivky nabíjení a vybíjení baterie.

Při použití se vyvarujte: přebíjení > 2.4 V u jednoho olovního prvku. Při dobíjení dochází k elektrolýze vody, uvolňuje se vodík, což vede k nevratným ztrátám nebo vznícení, explozi elektrolytu.

Slibné olověné baterie používané v solární energii:

• Gelový elektrolyt (GEL) – kyselina po přidání silikagelu „geluje“. Nemůže vytéct. Baterie ale hůře snáší přebíjení a má nižší nabíjecí napětí.

• Absorbent Glass Mat (AGM) – absorpční skleněné podložky. Elektrolyt nemůže unikat a vlivem silného náboje se méně zahřívá. Kromě toho jsou uvnitř baterie rekombinovány O2 a H2. Mají také nízké samovybíjení (1÷3% za měsíc)

• Kompozit olovo-uhlík – zlepšená vodivost a velký povrch, snížená tvorba plynu, rekombinace vodíku.