Μπαταρίες για ηλιακούς συλλέκτες

Στην ηλιακή ενέργεια, οι μπαταρίες κατέχουν μια ιδιαίτερη θέση, η οποία παίζει ρόλο διαμεσολαβητή στη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας στους τελικούς χρήστες. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι η μέγιστη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας παράγεται από την ηλιακή μπαταρία κατά την έντονη έκθεση στο φως που συμβαίνει κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Ωστόσο, η μεγαλύτερη κατανάλωση πραγματοποιείται με την έναρξη του σκοταδιού, όταν ο φωτισμός με οικιακές συσκευές χρησιμοποιείται μαζικά. Οι μπαταρίες σας επιτρέπουν να εξοικονομήσετε πλεόνασμα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται κατά τη διάρκεια της ημέρας για χρήση το βράδυ και τη νύχτα.

Φυσικά, ως επιλογή, κατά τη διάρκεια της ημέρας μπορείτε να απενεργοποιήσετε μέρος των λειτουργικών ηλιακών μονάδων στο αποθεματικό, αλλά αυτό δεν θα λύσει το ζήτημα των βραχυχρόνιων ηλεκτρικών ελλείψεων.

Αρχή μπαταρίας

Οποιεσδήποτε ηλεκτρικές μπαταρίες θεωρούνται ως επαναχρησιμοποιήσιμες πηγές συνεχούς ρεύματος με την ικανότητα να εκτελούν αναστρέψιμες χημικές διεργασίες με τη διεξαγωγή πολλαπλών κύκλων φόρτισης με τη διέλευση ηλεκτρικών ρευμάτων προς την αντίθετη κατεύθυνση από την αντίστροφη κίνηση των στοιχειωδών σωματιδίων κατά την εκκένωση.

Γιατί να επιλέξετε μοντέλα μόλυβδο οξέος

Στατιστικές μελέτες αποκάλυψαν ότι το έργο της ελίτ μπαταρίες λιθίου Η παραγωγή της ΛΔΚ κοστίζει περίπου 0,4 $ ανά 1 W / ώρα με διάρκεια πόρων 1000 ÷ 2000 κύκλων φόρτισης / εκφόρτισης, η οποία διαρκεί 3-6 χρόνια.

Οι φθηνότερες, φυσικά, περιβαλλοντικά μη ασφαλείς μπαταρίες μολύβδου-οξέος διατιμώνται στα $ 0,08 με περίπου τα ίδια χαρακτηριστικά, αλλά με απόδοση ≈75% (χάνουν το ένα τέταρτο της ενέργειας που λαμβάνουν).

Αυτά τα παραδείγματα υποδηλώνουν την οικονομική ανασφάλεια χρήσης δαπανηρών σχεδίων μπαταριών στα ηλιακά συστήματα οικιακής χρήσης.

Συνιστούμε επίσης να δείτε:

Μπαταρίες Gel - συσκευή, εφαρμογή και χαρακτηριστικά χρήσης

Βασική απόδοση μπαταρίας

Αυτά περιλαμβάνουν:

• ικανότητα

• πυκνότητα ενέργειας

• αυτοεκφόρτιση

• τη θερμοκρασία και τις ατμοσφαιρικές συνθήκες

• Τύπος.

Η χωρητικότητα της μπαταρίας καθορίζεται από την ποσότητα φόρτισης, η οποία μετριέται όταν η ενέργεια τροφοδοτείται στους καταναλωτές από πλήρως φορτισμένη κατάσταση στην ελάχιστη επιτρεπτή τιμή της τάσης εξόδου.

Για τις διεθνείς τεχνικές μετρήσεις χρησιμοποιείται το σύστημα SI (η μονάδα είναι "κρεμαστό"). Στις πρακτικές δραστηριότητες στις χώρες της ΚΑΚ είναι από μακρού παράδοση ο καθορισμός της χωρητικότητας της μπαταρίας σε ώρες αμπέρ με πρότυπο λόγο 1Α / ώρα = 3600Kl.

Τώρα ένα άλλο παρόμοιο χαρακτηριστικό έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται - η ενεργειακή ικανότητα, η οποία συνεπάγεται την ποσότητα ενέργειας που δίνεται στους καταναλωτές από μια πλήρως φορτισμένη μπαταρία για να επιτευχθεί η κατάσταση της ελάχιστης τάσης εξόδου.

Η μονάδα μέτρησης στο σύστημα SI είναι "Joule", και στην πράξη - watt-ώρα με αναλογία 1W / ώρα = 3600J.

Η ενεργειακή πυκνότητα λαμβάνει υπόψη τη συνολική ποσότητα ενέργειας που κατανέμεται ανά μονάδα όγκου (ή βάρους) της μπαταρίας. Αυτή η παράμετρος χρησιμοποιείται για να συγκρίνει την αποτελεσματικότητα των σχεδιαστικών χαρακτηριστικών των διαφόρων μοντέλων.

Η αυτόματη εκφόρτιση χρησιμοποιείται για την ανάλυση της απώλειας της ληφθείσας φόρτισης στο ρελαντί όταν δεν υπάρχει φορτίο. Ο όρος εισήχθη για να αξιολογήσει την ποιότητα της εργασίας ενός συγκεκριμένου σχεδιασμού κατά τη διάρκεια της μακροπρόθεσμης αποθήκευσης ενέργειας.

Η απόδοση αυτοαπορρόφησης των μπαταριών μολύβδου-οξέος εκτιμάται με την απώλεια του 40% της χωρητικότητας κατά την ετήσια αποθήκευση σε θερμοκρασία +20^{περίπου}C ή 15% σε - +5^{περίπου}Γ.Αυτά τα παραδείγματα καταδεικνύουν καθαρά μια αύξηση στην αυτοεκφόρτιση με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Σε συνθήκες αποθήκευσης +40^{περίπου}Με απώλεια 40%, η χωρητικότητα μπορεί να συμβεί μετά από 4 μήνες.

Θερμοκρασία και ατμοσφαιρικές συνθήκες

Οι μπαταρίες δεν ανέχονται ξαφνικές αλλαγές θερμοκρασίας, θέρμανση άνω των +40^{περίπου}C και ψύξη κάτω από -25^{περίπου}Γ.

Δεν μπορούν να διατηρηθούν κοντά σε ανοικτές φλόγες λόγω της πιθανότητας αυτοανάφλεξης ατμών ή ακούσιας θέρμανσης. Η εισροή νερού και οι βροχοπτώσεις στη μπαταρία είναι απαράδεκτες λόγω της εμφάνισης ρευμάτων αυτοαπορρόφησης μέσω πρόσθετων ηλεκτρικών κυκλωμάτων.

Ο τύπος της μπαταρίας καθορίζεται βάσει του σχεδιασμού του περιβλήματος:

• απαιτώντας τον έλεγχο του ηλεκτρολύτη και την αποκατάσταση του επιπέδου του κατά το βρασμό των ατμών,

• σφραγισμένα μοντέλα χρησιμοποιώντας κλειστό βρόχο. Μπορούν να είναι χωρίς συντήρηση, με εγγύηση εργασίας έως και 5 ετών (ευαίσθητη σε βαθιά εκφόρτιση και υπερφόρτωση) ή χαμηλή συντήρηση, απαιτώντας έλεγχο και συμπλήρωση νερού δύο φορές το χρόνο.

Διαδικασία φόρτισης μπαταρίας

Η λειτουργία της μπαταρίας συνδέεται με μια αλλαγή στην εσωτερική χημική της ενέργεια. Η τροφοδοσία του μειώνεται συνεχώς κατά τη διάρκεια της εκφόρτισης και οδηγεί σε μείωση του ρεύματος και της τάσης. Για να το αποκαταστήσετε, αρκεί να παραλείψετε ένα συνεχές ρεύμα υψηλότερης τάσης προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Στην πράξη, είναι σύνηθες να επιλέγεται η τιμή του με τον λόγο: η αριθμητική έκφραση του 100% της ονομαστικής χωρητικότητας σε αμπέρ / ώρες διαιρείται σε 10 και λαμβάνεται η τρέχουσα τιμή σε αμπέρ. Αυτή η εμπειρική αξία δεν έχει επιστημονική αιτιολόγηση, αλλά χρησιμοποιείται ευρέως για κύκλους επιβάρυνσης οκτώ ωρών. Ωστόσο, είναι ιδανικό για τα σχέδια NiMh και NiCd, αντί για το μόλυβδο.

Σε ηλιακούς σταθμούς, η φόρτιση πραγματοποιείται κατά τη διάρκεια του κύκλου λειτουργίας του κυκλώματος.

Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας ενός ηλιακού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής είχαν εξεταστεί προηγουμένως εδώ:Ηλιακή ενέργεια για το σπίτι

Χαρακτηριστικά της λειτουργίας μπαταριών για ηλιακές μπαταρίες

Εξοικονόμηση λειτουργίας

Οι αλγόριθμοι του ελεγκτή και του αντιστροφέα θα πρέπει να παρέχουν μέγιστες δυνατότητες μεταφοράς ενέργειας από τους ηλιακούς συλλέκτες στους τελικούς χρήστες χωρίς τη συμμετοχή ενεργών ηλεκτρικών στηλών, ο πόρος των οποίων θα πρέπει να χρησιμοποιείται προσεκτικά μόνο για αποθήκευση και μεταφορά της πλεονάζουσας ενέργειας που λαμβάνουν.

Προστασία από την ανακίνηση

Κατά τη διάρκεια κινήσεων ή / και κραδασμών του περιβλήματος, είναι δυνατή η διαρροή ηλεκτρολύτη στην εξωτερική επιφάνεια, γεγονός που προκαλεί αυξημένη αυτοεκφόρτιση. Για την πρόληψή του είναι απαραίτητο να εξουδετερωθούν τα λεκέδες που προκύπτουν με αδύναμα υδατικά διαλύματα σόδα ψησίματος ή σαπουνιού σε κατάσταση που αντιστοιχεί στον τύπο υγροποιημένης ξινή κρέμας.

Εφέ θερμοκρασίας

Η υψηλή θερμοκρασία της μπαταρίας οδηγεί σε εξάτμιση νερού: η πυκνότητα του ηλεκτρολύτη αυξάνεται και η τάση εξόδου ανεβαίνει. Αυτή η διαδικασία απαιτεί έλεγχο - οι πλάκες επαφής μπορεί να εκτίθενται. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να προστίθεται τακτικά αποσταγμένο νερό στο επίπεδο ελέγχου.

Σε χαμηλές θερμοκρασίες, το ιξώδες του ηλεκτρολύτη αυξάνεται: είναι χειρότερο σε επαφή με τα ηλεκτρόδια, αρχίζει να δίνει λιγότερα φορτία, γρηγορότερα εξαντλείται.

Κατάσταση ηλεκτρολύτη

Πυκνότητα διαλύματος

Η καλύτερη αγωγιμότητα του ηλεκτρολύτη παρατηρείται σε θερμοκρασία δωματίου και πυκνότητα διαλύματος 1,23 g / m³. Σε ψυχρές συνθήκες λειτουργίας, συνιστάται η αύξηση της θερμοκρασίας σε τιμή 1,29 ÷ 1,31 g / cm³.

Μειώθηκε σε 1,10 g / cm³ Η πυκνότητα του σοβαρού παγετού μπορεί να προκαλέσει κατάψυξη του ηλεκτρολύτη, η οποία εκδηλώνεται με φούσκωμα του περιβλήματος της μπαταρίας.

Απουσία / παρουσία ακαθαρσιών

Μόνο ειδικό οξύ χωρίς οξύ και απεσταγμένο νερό πρέπει να χύνεται στην θήκη της μπαταρίας. Η χρήση βιομηχανικών οξέων και / ή συνήθους ύδατος διαταράσσει τις χημικές διεργασίες, οδηγεί σε αύξηση της θείωσης των πλακών (σχηματισμός διηλεκτρικού στρώματος ακαθαρσιών), αυτοεκφόρτιση και μείωση της ικανότητας και του πόρου.

Οι ακαθαρσίες δεν μπορούν να απομακρυνθούν πλήρως και δεν έχει νόημα η λειτουργία ολόκληρου του συστήματος μπαταριών ακόμη και με ένα σύστημα που έχει βαθιά αυτοεκφόρτιση. Θα καταστρέψει τα πάντα.

Επαναφορά μπαταρίας

Με τη φυσική καταστροφή των πλακών, η μπαταρία δεν μπορεί να επιστρέψει στην εργασία. Και μπορείτε να προσπαθήσετε να αποφύγετε την εμφάνιση της σούλφωσης, αλλά ... χωρίς μια σωστή εγγύηση για το αποτέλεσμα.

Η μέθοδος χρήσης διαλύματος θειικού μαγνησίου

Τα τμήματα των μπαταριών χύνεται με διάλυμα και υποβάλλονται σε αρκετούς κύκλους εκφόρτισης / φόρτισης. Τα προκύπτοντα θειικά άλατα και ακαθαρσίες στις πλάκες θα αρχίσουν να θρυμματίζονται στον πυθμένα. Θα πρέπει να αφαιρεθούν: τα ηλεκτρικά κυκλώματα ενδέχεται να είναι βραχυκυκλωμένα. Τα καλά πλυμένα δοχεία χύνεται με νέο ηλεκτρολύτη ονομαστικής πυκνότητας και τίθεται σε λειτουργία.

Αυτή η μέθοδος επιτρέπει σε ορισμένες περιπτώσεις να παρατείνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Χρέωση ανάφλεξης

Μερικές φορές, για να αποφευχθεί η θείωση, οι πλοίαρχοι φορτίζουν την μπαταρία με ένα διορθωμένο ρεύμα, το οποίο λαμβάνεται με το κόψιμο ενός μισού κύματος ενός βιομηχανικού ημιτονοειδούς ισχυρή δίοδος. Πιστεύεται ότι το φορτίο που εκτελείται από παλμούς βραχέος ρεύματος εμποδίζει το σχηματισμό διηλεκτρικού στρώματος ακαθαρσιών στις πλάκες.

Αυτή η μέθοδος λειτουργεί φορτιστές θυρίστορ / τριακ.

Πλεονεκτήματα και διαφορές των μπαταριών μολύβδου που αναπτύχθηκαν για τις ηλιακές εγκαταστάσεις

Λειτουργία μπαταρίας αυτοκινήτου

Τέτοιες μπαταρίες είναι διαθέσιμες για αξιόπιστη λειτουργία εκκίνησης σε οποιαδήποτε, ακόμη και κρύα εποχή. Η διαδικασία κύλισης του ρότορα ενός κινητήρα με μηχανισμό στροφάλου συνδέεται με μεγάλες μηχανικές δυνάμεις που απαιτούν αυξημένα ρεύματα για τον κινητήρα εκκίνησης κατά την εκκίνηση.

Κατά τη διάρκεια του ταξιδιού, η μπαταρία συνεχώς επαναφορτίζεται από τη γεννήτρια.

Τρόπος λειτουργίας ενός σταθμού ηλιακής ενέργειας

Οι μπαταρίες επαναφορτίζονται με λειτουργικά ρεύματα ηλιακών συσσωρευτών και δεν παρουσιάζουν τεράστια βραχυπρόθεσμα φορτία, όπως τα ομόλογα αυτοκινήτων.

Οι σταθερές μπαταρίες Sonnenschein A700, A500 και A400 για βιομηχανικές εφαρμογές λειτουργούν με επιτυχία σε κυκλικές και / ή συνεχείς λειτουργίες φόρτισης.

Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες Delta τροφοδοτούνται κυρίως με ρύθμιση βαλβίδων πίεσης αερίου μέσα στο περίβλημα και λειτουργούν σε εναλλακτικά ενεργειακά σχήματα.

Οι κορυφαίοι κατασκευαστές μπαταριών για ηλιακές μπαταρίες (ηλιακές μπαταρίες)

Οι πιο δημοφιλείς εταιρείες στη ρωσική αγορά παράγουν μπαταρίες για βιομηχανικούς σκοπούς: Bosh (Γερμανία), Sonnenschein (Γερμανία), YUASA (Μεγάλη Βρετανία), C & D Τεχνολογίες (ΗΠΑ), Delta (Κίνα), Haza (Κίνα), APS (Ταϊβάν).

Κάθε ένα από αυτά έχει τα δικά του χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, οι μπαταρίες Haza είναι διαθέσιμες σε τεχνολογίες AGM και HZY (gel) για συνεργασία με ηλιακούς συλλέκτες.

Για να επιλέξετε ένα κατάλληλο μοντέλο μπαταρίας για μια ηλιακή μονάδα παραγωγής ενέργειας, πρέπει πρώτα να σκεφτείτε προσεκτικά τις συνθήκες λειτουργίας τους και μόνο αφού αναζητήσετε ένα συγκεκριμένο σχέδιο από τάση, χωρητικότητα και άλλα χαρακτηριστικά που περιγράφονται.

Η αρχή της λειτουργίας των ελεγκτών για τη φόρτιση ηλιακών συλλεκτών, μια συσκευή που εξετάζεται κατά την επιλογή θεωρείται εδώ.