Batterie per pannelli solari

Nell'energia solare, le batterie occupano un posto speciale, che svolge il ruolo di intermediario nel trasferimento di energia elettrica agli utenti finali. Ciò può essere spiegato dal fatto che la massima quantità di energia elettrica viene generata dalla batteria solare durante l'esposizione alla luce intensa che si verifica durante il giorno.

Tuttavia, il suo consumo maggiore viene effettuato con l'inizio dell'oscurità, quando l'illuminazione con gli elettrodomestici viene utilizzata in modo massiccio. Le batterie consentono di risparmiare energia elettrica in eccesso generata durante il giorno per l'uso serale e notturno.

Naturalmente, come opzione, durante il giorno è possibile disattivare una parte dei moduli solari funzionanti nella riserva, ma ciò non risolverà il problema della carenza di elettricità della sera.

Principio della batteria

Le batterie elettriche sono considerate come fonti riutilizzabili di corrente continua con la capacità di eseguire processi chimici reversibili conducendo cicli multipli di carica con il passaggio di correnti elettriche nella direzione opposta al movimento inverso delle particelle elementari durante la scarica.

Perché scegliere modelli di acido al piombo

Gli studi statistici hanno rivelato che il lavoro dell'élite batterie al litio La produzione della RPC costa circa $ 0,4 per 1 W / ora con una durata della risorsa di 1000 ÷ 2000 cicli di carica / scarica, che dura 3-6 anni.

Le batterie al piombo acido più economiche, naturalmente non dannose per l'ambiente hanno un prezzo di 0,08 $ con circa le stesse caratteristiche, ma con un'efficienza del ≈75% (perdono un quarto dell'energia ricevuta).

Questi esempi indicano l'economicità dell'utilizzo di costosi design di batterie nei sistemi di energia solare domestici.

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Batterie al gel - dispositivo, applicazione e caratteristiche d'uso

Prestazioni chiave della batteria

Questi includono:

• capacità

• densità di energia

• autoscarica,

• temperatura e condizioni atmosferiche

• digitare.

La capacità della batteria è determinata dalla quantità di carica, che viene misurata quando l'energia viene fornita ai consumatori da uno stato completamente carico al valore minimo consentito della tensione di uscita.

Per misure tecniche internazionali, viene utilizzato il sistema SI (l'unità è "Pendente"). Nelle attività pratiche nel territorio dei paesi della CSI, è stata a lungo una tradizione determinare la capacità della batteria in ampere-ora con un rapporto standard di 1A / ora = 3600Kl.

Ora un'altra caratteristica simile ha iniziato ad essere utilizzata: la capacità energetica, che implica la quantità di energia fornita ai consumatori da una batteria completamente carica per raggiungere lo stato di minima tensione di uscita.

L'unità di misura nel sistema SI è "Joule", e in pratica - wattora con un rapporto di 1 W / ora = 3600J.

La densità di energia tiene conto della quantità totale di energia distribuita per unità di volume (o peso) della batteria. Questo parametro viene utilizzato per confrontare l'efficacia delle funzionalità di progettazione di diversi modelli.

L'autoscarica viene utilizzata per analizzare la perdita della carica ricevuta al minimo quando non c'è carico. Il termine è stato introdotto per valutare la qualità del lavoro di un particolare progetto durante l'accumulo di energia a lungo termine.

Le prestazioni di autoscarica delle batterie al piombo-acido sono stimate dalla perdita del 40% della capacità durante lo stoccaggio annuale a una temperatura di +20^suC o 15% a - +5^suS.Questi esempi dimostrano chiaramente un aumento dell'autoscarica con l'aumentare della temperatura.

In condizioni di conservazione +40^suCon una perdita del 40% della capacità può verificarsi dopo 4 mesi.

Temperatura e condizioni atmosferiche

Le batterie non tollerano improvvisi sbalzi di temperatura, riscaldando oltre i +40^suC e raffreddamento inferiore a -25^suS.

Non possono essere tenuti vicino a fiamme libere a causa della possibilità di autoaccensione di vapori o di riscaldamento involontario. L'ingresso di acqua e le precipitazioni nella batteria sono inaccettabili a causa del verificarsi di correnti di autoscarica attraverso circuiti elettrici aggiuntivi.

Il tipo di batteria viene determinato in base al design dell'alloggiamento:

• che richiede il controllo dell'elettrolita e il ripristino del suo livello durante l'ebollizione dei vapori,

• modelli sigillati utilizzando un anello chiuso. Possono essere esenti da manutenzione con una garanzia di lavoro fino a 5 anni (sensibile a scariche profonde e sovraccarico) o bassa manutenzione, che richiede controllo e rabbocco di acqua due volte l'anno.

Processo di ricarica della batteria

Il funzionamento a batteria è associato a un cambiamento nella sua energia chimica interna. La sua fornitura viene costantemente ridotta durante la scarica e porta a una diminuzione di corrente e tensione. Per ripristinarlo, è sufficiente saltare una corrente continua di una tensione superiore nella direzione opposta.

In pratica, è consuetudine scegliere il suo valore in base al rapporto: l'espressione numerica del 100% della capacità nominale in ampere / ora è divisa per 10 e si ottiene il valore corrente in ampere. Questo valore empirico non ha giustificazioni scientifiche, ma è ampiamente utilizzato per cicli di carica di otto ore. Tuttavia, è più adatto per i progetti NiMh e NiCd, piuttosto che per l'acido al piombo.

Nelle centrali solari, la carica viene effettuata durante il ciclo di lavoro del circuito.

Il dispositivo e il principio di funzionamento di una centrale solare erano precedentemente considerati qui:Energia solare per la casa

Caratteristiche di funzionamento delle batterie per batterie solari

Salvataggio della modalità operativa

Gli algoritmi del controller e dell'inverter dovrebbero fornire le massime possibilità di trasferire energia dai moduli solari agli utenti finali senza la partecipazione di batterie funzionanti, la cui risorsa dovrebbe essere utilizzata con attenzione solo per lo stoccaggio e il trasferimento dell'energia in eccesso ricevuta da essi.

Protezione da scuotimento

Durante i movimenti e / o le vibrazioni dell'alloggiamento, l'elettrolita può fuoriuscire sulla superficie esterna, causando una maggiore autoscarica. Per la sua prevenzione, è necessario neutralizzare le macchie risultanti con soluzioni acquose deboli di bicarbonato di sodio o sapone da bucato in uno stato corrispondente al tipo di panna acida liquefatta.

Effetto della temperatura

L'alta temperatura della batteria porta all'evaporazione dell'acqua: la densità dell'elettrolita aumenta e la tensione di uscita aumenta. Questo processo richiede controllo - le piastre di contatto possono essere esposte. Pertanto, è necessario aggiungere regolarmente acqua distillata al livello di controllo.

A basse temperature, la viscosità dell'elettrolita aumenta: è in peggio contatto con gli elettrodi, inizia a dare meno cariche, si esaurisce più velocemente.

Stato dell'elettrolito

Densità della soluzione

La migliore conduttività elettrolitica si osserva a temperatura ambiente e una densità della soluzione di 1,23 g / m³. In condizioni di funzionamento a freddo, si consiglia di aumentarlo ad un valore di 1,29 ÷ 1,31 g / cm³.

Abbassato a 1,10 g / cm³ La densità nel gelo grave può causare il congelamento dell'elettrolita, che si manifesta con gonfiore dell'alloggiamento della batteria.

Assenza / presenza di impurità

Solo acido speciale privo di acido e acqua distillata devono essere versati nel vano batteria. L'uso di acido industriale e / o acqua ordinaria interrompe i processi chimici, porta ad un aumento della solfatazione delle piastre (formazione di uno strato dielettrico di impurità), all'autoscarica e ad una diminuzione della capacità e delle risorse.

Le impurità non possono essere completamente rimosse e non ha senso far funzionare un intero sistema di batterie anche con uno che ha una profonda autoscarica. Rovinerà tutto.

Ripristino della batteria

Con la distruzione fisica delle piastre, la batteria non può essere rimessa in funzione. E puoi provare a prevenire l'insorgere della solfatazione, ma ... senza un'adeguata garanzia del risultato.

Il metodo di utilizzo di una soluzione di solfato di magnesio

Le sezioni della batteria vengono versate con una soluzione e sottoposte a diversi cicli di scarica / carica. I solfati e le impurità risultanti sulle piastre inizieranno a sgretolarsi verso il basso. Dovranno essere rimossi: i circuiti elettrici potrebbero essere in corto circuito. Le lattine ben lavate vengono versate con un nuovo elettrolita con una densità nominale e messe in funzione.

Questo metodo consente in alcuni casi di prolungare la durata della batteria.

Carica a catena

A volte, per prevenire la solfatazione, i master caricano la batteria con una corrente rettificata, ottenuta tagliando una semionda di una sinusoide industriale diodo potente. Si ritiene che la carica effettuata da impulsi di corrente brevi impedisca la formazione di uno strato dielettrico di impurità sulle piastre.

Questo metodo funziona caricabatterie a tiristori / triac.

Vantaggi e differenze delle batterie al piombo sviluppate per le centrali solari

Modalità batteria auto

Tali batterie sono disponibili per un funzionamento affidabile del motorino di avviamento in qualsiasi stagione fredda. Il processo di scorrimento del rotore di un motore con un meccanismo a manovella è associato a grandi forze meccaniche che richiedono maggiori correnti per il motorino di avviamento al momento dell'avviamento.

Durante il viaggio, la batteria viene costantemente ricaricata dal generatore.

Modalità di funzionamento di una centrale elettrica solare

Le batterie vengono ricaricate con correnti operative di batterie solari e non presentano enormi carichi a breve termine, come le controparti automobilistiche.

Le batterie Sonnenschein A700, A500, A400 senza manutenzione stazionaria per applicazioni industriali funzionano con successo in modalità ciclica e / o di ricarica continua.

Le batterie ricaricabili Delta sono fornite principalmente con regolazione della valvola della pressione del gas all'interno dell'involucro e funzionano in circuiti di energia alternativa.

Principali produttori di batterie per batterie solari (batterie solari)

Le aziende più popolari nel mercato russo stanno producendo batterie per scopi industriali: Bosh (Germania), Sonnenschein (Germania), YUASA (Gran Bretagna), C&D Technoloqies (USA), Delta (Cina), Haza (Cina), APS (Taiwan).

Ognuno di loro ha le sue caratteristiche. Ad esempio, le batterie Haza sono disponibili nelle tecnologie AGM e HZY (gel) per la collaborazione con i moduli solari.

Per selezionare un modello di batteria adatto per un impianto a energia solare, è necessario innanzitutto valutare attentamente le condizioni per il loro funzionamento e solo dopo cercare un design specifico per tensione, capacità e altre caratteristiche descritte.

Viene considerato il principio di funzionamento dei controller per la ricarica dei pannelli solari, un dispositivo che viene considerato al momento della scelta qui.