Baterias para paneles solares

En el sector de la energía solar, las baterías ocupan un lugar especial, que desempeña el papel de intermediario en la transferencia de energía eléctrica a los usuarios finales. Esto puede explicarse por el hecho de que la batería solar genera la cantidad máxima de energía eléctrica durante la exposición intensa a la luz que ocurre durante el día.

Sin embargo, su mayor consumo se lleva a cabo con la aparición de la oscuridad, cuando la iluminación con electrodomésticos se usa de forma masiva. Las baterías le permiten ahorrar el exceso de electricidad generada durante el día para uso nocturno y nocturno.

Por supuesto, como opción, durante el día puede apagar parte de los módulos solares en funcionamiento en la reserva, pero esto no resolverá el problema de la escasez de electricidad por la noche.

Principio de batería

Las baterías eléctricas se consideran fuentes de corriente continua reutilizables con la capacidad de realizar procesos químicos reversibles mediante la realización de múltiples ciclos de carga con el paso de corrientes eléctricas en la dirección opuesta al movimiento inverso de las partículas elementales durante la descarga.

¿Por qué elegir modelos de plomo ácido?

Los estudios estadísticos revelaron que el trabajo de la élite baterías de litio La producción de PRC cuesta alrededor de $ 0.4 por 1 W / hora con una duración de recursos de 1000 ÷ 2000 ciclos de carga / descarga, que dura de 3 a 6 años.

Las baterías de plomo-ácido más baratas, naturalmente, ambientalmente inseguras tienen un precio de $ 0.08 con aproximadamente las mismas características, pero con una eficiencia de ≈75% (pierden una cuarta parte de la energía recibida).

Estos ejemplos indican la falta de eficiencia económica del uso de diseños de baterías costosos en los sistemas de energía solar domésticos.

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Baterías de gel: dispositivo, aplicación y características de uso

Rendimiento clave de la batería

Estos incluyen:

• capacidad

• densidad de energía

• autodescarga

• temperatura y condiciones atmosféricas

• tipo.

La capacidad de la batería está determinada por la cantidad de carga, que se mide cuando se suministra energía a los consumidores desde un estado completamente cargado hasta el voltaje de salida mínimo aceptable.

Para mediciones técnicas internacionales, se utiliza el sistema SI (la unidad es "Colgante"). En actividades prácticas en el territorio de los países de la CEI, siempre ha sido una tradición determinar la capacidad de la batería en amperios-hora con una relación estándar de 1A / hora = 3600Kl.

Ahora se ha comenzado a utilizar otra característica similar: la capacidad de energía, que implica la cantidad de energía dada a los consumidores desde una batería completamente cargada para alcanzar el estado de voltaje de salida mínimo.

La unidad de medida en el sistema SI es "Joule" y, en la práctica, vatios-hora con una relación de 1W / hora = 3600J.

La densidad de energía tiene en cuenta la cantidad total de energía distribuida por unidad de volumen (o peso) de la batería. Este parámetro se utiliza para comparar la efectividad de las características de diseño de diferentes modelos.

La autodescarga se utiliza para analizar la pérdida de la carga recibida en inactivo cuando no hay carga. El término se introdujo para evaluar la calidad del trabajo de un diseño particular durante el almacenamiento de energía a largo plazo.

El rendimiento de autodescarga de las baterías de plomo-ácido se estima por la pérdida del 40% de la capacidad durante el almacenamiento anual a una temperatura de +20^{acerca de}C o 15% a - +5^{acerca de}C.Estos ejemplos demuestran claramente un aumento en la autodescarga con el aumento de la temperatura.

En condiciones de almacenamiento +40^{acerca de}Con una pérdida del 40% de la capacidad puede ocurrir después de 4 meses.

Temperatura y condiciones atmosféricas.

Las baterías no toleran cambios bruscos de temperatura, calentamiento por encima de +40^{acerca de}C y enfriamiento inferior a -25^{acerca de}C.

No pueden mantenerse cerca de llamas abiertas debido a la posibilidad de autoencendido de vapores o calentamiento no intencionado. La entrada de agua y precipitación en la batería es inaceptable debido a la aparición de corrientes de autodescarga a través de circuitos eléctricos adicionales.

El tipo de batería se determina según el diseño de la carcasa:

• que requiere el control del electrolito y la restauración de su nivel durante la ebullición de los vapores,

• modelos sellados utilizando un circuito cerrado. Pueden ser ejecuciones sin mantenimiento con una garantía de trabajo de hasta 5 años (sensibles a descargas profundas y sobrecargas) o de bajo mantenimiento, que requieren control y llenado de agua dos veces al año.

Proceso de carga de batería

El funcionamiento con batería está asociado con un cambio en su energía química interna. Su suministro se reduce constantemente durante la descarga y conduce a una disminución de la corriente y el voltaje. Para restaurarlo, es suficiente omitir una corriente continua de un voltaje más alto en la dirección opuesta.

En la práctica, es habitual elegir su valor por la razón: la expresión numérica del 100% de la capacidad nominal en amperios / horas se divide por 10 y se obtiene el valor actual en amperios. Este valor empírico no tiene justificación científica, pero se usa ampliamente para ciclos de carga de ocho horas. Sin embargo, es más adecuado para diseños de NiMh y NiCd, en lugar de ácido de plomo.

En las plantas de energía solar, la carga se realiza durante el ciclo de trabajo del circuito.

El dispositivo y el principio de funcionamiento de una estación de energía solar se consideró anteriormente aquí:Energía solar para el hogar

Características de funcionamiento de baterías para baterías solares.

Guardar modo operativo

Los algoritmos del controlador y el inversor deben proporcionar las máximas posibilidades para transferir energía de los módulos solares a los usuarios finales sin la participación de baterías que funcionen, cuyo recurso debe usarse con cuidado solo para el almacenamiento y la transferencia del exceso de energía que reciben.

Protección contra sacudidas

Durante los movimientos y / o vibraciones de la carcasa, es posible la fuga de electrolito a la superficie externa, lo que provoca un aumento de la autodescarga. Para su prevención, es necesario neutralizar las manchas resultantes con soluciones acuosas débiles de bicarbonato de sodio o jabón de lavar en un estado correspondiente al tipo de crema agria licuada.

Efecto de temperatura

La alta temperatura de la batería conduce a la evaporación del agua: la densidad del electrolito aumenta y el voltaje de salida aumenta. Este proceso requiere control: las placas de contacto pueden quedar expuestas. Por lo tanto, es necesario agregar regularmente agua destilada al nivel de control.

A bajas temperaturas, aumenta la viscosidad del electrolito: es peor en contacto con los electrodos, comienza a dar menos cargas, se agota más rápido.

Estado electrolítico

Densidad de la solución

La mejor conductividad electrolítica se observa a temperatura ambiente y una densidad de solución de 1.23 g / m³. En condiciones de frío, se recomienda aumentarlo a un valor de 1.29 ÷ 1.31 g / cm.³.

Bajado a 1.10g / cm³ La densidad en las heladas severas puede causar la congelación del electrolito, que se manifiesta por la hinchazón de la carcasa de la batería.

Ausencia / presencia de impurezas.

Solo se debe verter ácido especial sin ácido y agua destilada en la caja de la batería. El uso de ácido industrial y / o agua ordinaria interrumpe los procesos químicos, conduce a un aumento en la sulfatación de las placas (formación de una capa dieléctrica de impurezas), autodescarga y una disminución de la capacidad y los recursos.

Las impurezas no se pueden eliminar por completo, y no tiene sentido operar un sistema completo de baterías incluso con una que tenga una autodescarga profunda. Él lo arruinará todo.

Recuperación de la batería

Con la destrucción física de las placas, la batería no puede volver a funcionar. Y puede intentar evitar la aparición de sulfatación, pero ... sin una garantía adecuada del resultado.

El método de usar una solución de sulfato de magnesio

Las secciones de la batería se vierten con una solución y se someten a varios ciclos de descarga / carga. Los sulfatos e impurezas resultantes en las placas comenzarán a desmoronarse hasta el fondo. Deberán retirarse: los circuitos eléctricos pueden estar en cortocircuito. Las latas bien lavadas se vierten con un nuevo electrolito con una densidad nominal y se ponen en funcionamiento.

Este método permite en ciertos casos extender la vida útil de la batería.

Carga de ondulación

A veces, para evitar la sulfatación, los maestros cargan la batería con una corriente rectificada, obtenida cortando una media onda de una sinusoide industrial diodo potente. Se cree que la carga llevada a cabo por pulsos de corriente corta evita la formación de una capa dieléctrica de impurezas en las placas.

Este metodo funciona tiristor / cargadores triac.

Ventajas y diferencias de las baterías de plomo desarrolladas para plantas de energía solar.

Modo de batería de coche

Dichas baterías están disponibles para una operación de arranque confiable en cualquier estación, incluso fría. El proceso de desplazamiento del rotor de un motor con un mecanismo de manivela está asociado con grandes fuerzas mecánicas que requieren mayores corrientes para el motor de arranque en el momento del arranque.

Durante el viaje, la batería se recarga constantemente desde el generador.

Modo de funcionamiento de una estación de energía solar.

Las baterías se recargan con corrientes de funcionamiento de baterías solares y no experimentan grandes cargas a corto plazo, como las contrapartes automotrices.

Las baterías estacionarias sin mantenimiento Sonnenschein A700, A500, A400 para aplicaciones industriales funcionan con éxito en modos de carga cíclica y / o continua.

Las baterías recargables Delta se suministran principalmente con regulación de válvula de presión de gas dentro de la carcasa y funcionan en esquemas de energía alternativa.

Principales fabricantes de baterías para baterías solares (baterías solares)

Las empresas más populares en el mercado ruso están produciendo baterías para fines industriales: Bosh (Alemania), Sonnenschein (Alemania), YUASA (Gran Bretaña), C&D Technoloqies (EE. UU.), Delta (China), Haza (China), APS (Taiwán).

Cada uno de ellos tiene sus propias características. Por ejemplo, las baterías Haza están disponibles en tecnologías AGM y HZY (gel) para colaboración con módulos solares.

Para seleccionar un modelo de batería adecuado para una planta de energía solar, primero debe pensar cuidadosamente sobre las condiciones para su funcionamiento y solo después de eso buscar un diseño específico por voltaje, capacitancia y otras características descritas.

El principio de funcionamiento de los controladores para cargar paneles solares, un dispositivo que se considera al elegir se considera aqui.