Характеристики аккумулятора для солнечных панелей — установил и забыл

Расчет солнечной батареи и аккумуляторов, комплекта солнечной электростанции

Очень часто при обращении за подбором оборудования или при выборе солнечной электростанции клиенты задают вопрос: Как рассчитать мощность и количество солнечных батарей и аккумуляторов и какой мощности выбрать солнечную электростанцию. В этой статье мы попробуем разобраться с этим вопросом, и я постараюсь простым языком, без углубления в детали объяснить как это сделать.

В первую очередь нужно узнать сколько электроэнергии вы потребляете в сутки, это можно сделать взяв средние ежемесячные показания счетчика электроэнергии и разделить на 30 дней. Так мы получим среднее потребление в сутки. Например соц норма в РО на двух чел составляет 234кВт, что около 8кВт.ч электроэнергии в сутки. Соответственно нам необходимо чтобы солнечные батареи вырабатывали такое же количество энергии в день.

Расчет количества солнечных батарей и их мощности

Так как солнечные панели вырабатывают электрическую энергию только в светлое время суток, то это необходимо учесть в первую очередь, так же стоит понимать, что выработка в пасмурные дни и зимой очень сильно снижается, и может составлять 10-30 процентов от мощности панелей. Для простоты и удобства мы будем делать расчет с апреля по октябрь, по времени суток основная выработка идет с 9 до 17 часов, т.е. 7-8 часов в день. В летнее время интервалы конечно будут больше, с восхода до заката, но в эти часы выработка будет значительно меньше номинала, поэтому мы усредняем.

Итак 4 солнечные батареи мощностью 250Вт. (всего 1000Вт). За день выработают 8кВт.ч энергии, т.е. в месяц это 240кВт.ч. Но это идеальный расчет, как мы говорили выше, в пасмурные дни выработка будет меньше, поэтому можно лучше взять 70% от выработки, 240 * 0,7 = 168 кВт.ч. Это усредненный расчет без потерь в инверторе и аккумуляторных батареях. Так же это значение можно применить для рассчета сетевой солнечной электростанции где не используются аккумуляторные батареи.

Расчет аккумуляторов для солнечной электростанции

Далее перейдем к расчёту ёмкости аккумуляторной батареи для солнечных панелей. Их количестов и емкость должна быть такой, чтобы энергии которая в них запасается хватило на темное время суток, стоит учесть что ночью потребление электроэнергии минимально, по сравнению с дневной активностью.

Аккумулятор на 100А.ч. запасает примерно 100А * 12В = 1200Вт. (лампочка на 100Вт. проработает от такого акб 12 часов). Так если за ночь вы потребляете 2,4кВт.ч. электричества, то вам необходимо установить 2 АКБ по 100А.ч. (12В), но тут стоит учитывать что аккумуляторы нежелательно разряжать на 100%, а лучше не более 70%-50%. Исходя из этого получаем, что 2 АКБ по 100А.ч. будут запасать 2400 * 0,7 = 1700Вт.ч. Это верно при разряде не большими токами, при подключении мощных потребителей происходит просадка напряжения и емкость по факту уменьшается.

Если вы хотите рассчитать, какая емкость аккумулятора нужна к солнечной батари, ниже приводим таблицу соответствия (для системы 12В.):

Мощность инвертора и потери в нем

Теперь что касается инвертора, он тоже имеет свой КПД а это порядка 75-90%, т.е. все полученные величины выработки энергии и запаса можно относить к этим процентам. В итоге лучше брать двойной запас емкости для аккумуляторов, Так при потреблении 2400Вт.ч за ночь, устанавливать 4 АКБ емкостью 100А.ч. 100А*12В*4 = 4800Вт.ч. Мощность инвертора показывает номинальную нагрузку которую можно подключить к нему, т.е количество и тип бытовых приборов.

1. Солнечные батареи 4шт. по 250Вт. Выработка в месяц 170 -240кВт.ч (36тыс.руб.)
2. АКБ по 100А.ч. 4 шт. запас до 4800 Вт. (AGM аккумуляторы 50тыс.руб.)
3. Инвертор 2,4кВт номинальная мощность подключаемого оборудования (27тыс.)

Итого 113 тыс. руб. за комплект оборудования.

Мощность бытовых приборов, потребление электроэнергии

• Телевизор Led – 50-150Вт.
• Холодильник класса А – 100-300Вт. (только во время работы компрессора)
• Ноутбук – 20-50Вт
• Лампа энергосберегающая – 30Вт, Светодиодная 3-9Вт
• Котел настенный (электроника + встроенный насос) – 70-130Вт.
• Роутер – 10-20Вт.
• Кондиционер 9 – 700-900Вт.
• Эл. Чайник – 1500Вт.
• Микроволновка – 500-700Вт.
• Стиральная машина – 600 – 900Вт.
• Видеорегистратор + 4 камеры – 30-50Вт.

Все мощности указаны в час работы прибора, стоит учитывать, что большинство приборов работают непродолжительное время, чайник подогрев – 5мин, холодильник включается раз в 2-3 часа на час для поддержания темп. Насос котла тоже работает по мере поддержания температуры теплоносителя. Так же можно рассчитать и другие приборы по этому принципу.

Характеристики аккумулятора для солнечных панелей — установил и забыл

То, сколько прослужит ваша домашняя солнечная электростанция, зависит не только от выбранных панелей, но и от всей комплектации системы. В этом материале поговорим о вариантах хранения энергии и о том, какие характеристики аккумулятора являются важнейшими для солнечных панелей.

Об аккумуляторах для домашней электростанции

При выборе накопителя солнечной энергии следует обращать внимание на такие характеристики:

• Ёмкость и номинальная мощность аккумулятора.
• Глубина разряда (DoD).
• Эффективность зарядки-разрядки.
• Гарантия и производитель.

Ёмкость и мощность

Ёмкость — это общее количество электроэнергии, которое может хранить аккумулятор, измеряется в киловатт-часах (кВтч). В большинстве случаев вы можете использовать несколько накопителей в солнечной системе для увеличения ёмкости.

Ёмкость говорит о «вместительности» батареи, но не говорит, сколько электроэнергии может обеспечить накопитель в данный момент. Для этого необходимо принять во внимание номинальную мощность — это количество электричества, которое аккумулятор может передать за один раз. Измеряется в киловаттах (кВт).

Батарея большой ёмкости и малой мощности будет обеспечивать низкое количество электроэнергии (достаточное для работы нескольких важных приборов) в течение длительного времени. Накопитель с низкой ёмкостью и высокой мощностью может обеспечить весь дом электричеством, но только в течение нескольких часов.

Глубина разряда (DoD)

Из-за особенностей устройства большинство аккумуляторов должны сохранять минимальный уровень заряда. Если вы регулярно используете 100% заряда батареи, срок её службы значительно сократится.

Глубина разряда (DoD) — процент ёмкости накопителя, которая была использована после полной зарядки. Большинство производителей указывают максимальное значение DoD, которое допустимо для аккумулятора. Таким образом, для батареи на 10 кВтч с глубиной разряда 90% допустимо использовать не более 9 кВтч перед подзарядкой.

Чем выше уровень DoD, тем большая часть ёмкости аккумулятора доступна для использования.

Эффективность зарядки-разрядки

Речь идёт о количестве энергии, которое можно будет использовать после хранения с учётом потерь. Например, если вы подаете на накопитель 5 кВтч электроэнергии и получаете обратно 4 кВтч полезной электроэнергии, то аккумулятор будет иметь 80-процентный КПД (4 кВтч / 5 кВтч = 80%).

Чем выше эффективность приема-отдачи батареи, тем большую экономическую выгоду вы получите от солнечной электростанции.

Срок службы и гарантия

В домашней солнечной системе накопитель каждый день работает в цикличном режиме (заряжается и разряжается). Его способность удерживать заряд будет постепенно снижаться по мере того, как вы его используете. Можно провести аналогию с батареей в вашем смартфоне: вы заряжаете гаджет каждую ночь, чтобы использовать его в течение дня, и со временем замечете, что он не держит заряд, как раньше.

На каждый аккумулятор даётся гарантия, где прописано количество циклов заряда-разряда и/или лет полезного использования. Поскольку эффективность батареи со временем естественным образом ухудшается, большинство производителей также гарантируют, что устройство сохранит определенную ёмкость в течение срока действия гарантии.

Пример: аккумулятор может иметь гарантию на 5 000 циклов или 10 лет с указанием, что после этого он сохранит менее 70% своей ёмкости. Это означает, что по истечении гарантии батарея потеряет не более 30% своей первоначальной способности накапливать энергию.

Производитель

Сложно сказать, выбирать накопитель от известного бренда или обратить внимание на новичков этой нише. Хотя крупная компания имеет длительную историю производства аккумуляторов, обычно они предлагают технологии, которым уже десятки лет. Напротив, у молодого стартапа может быть совершенно новая высокопроизводительная технология, но меньшая репутация и «непроверенный» временем продукт.

Что делать? Оцените гарантии на батареи понравившихся марок — это может стать решающим аргументом, который развеет сомнения в надёжности приобретения.

Как долго аккумулятор сможет питать дом

В идеале полностью заряженная батарея должна обеспечивать домохозяйство электричеством в тёмное время суток или когда солнечные панели не могут вырабатывать достаточное количество энергии. Чтобы сделать точный расчет, вам нужно определить основные переменные:

1. Сколько энергии потребляет ваше домохозяйство в течение дня.
2. Какова ёмкость и номинальная мощность вашего накопителя.

Разберём упрощённый пример. Пусть ваш дом потребляет около 30 кВтч энергии в сутки, а выбранная вами батарея может обеспечить около 10 кВтч энергии. Таким образом, вам понадобится 3 аккумулятора, чтобы обеспечить электроэнергией дом на сутки без поддержки солнечных панелей.

На самом деле всё сложнее. Нет смысла заряжать аккумуляторы и использовать их заряд целые сутки, т.к. 6-7 часов в течение дня электроэнергия будет вырабатываться непосредственно солнечными панелями. К тому же большинство батарей не могут использовать максимальную ёмкостью и обычно достигают предела разряда при 90% DoD (как описано выше). В результате ваш накопитель на 10 кВтч будет иметь полезную ёмкость 9 кВтч.

Получается, в связке с солнечными панелями одна или две батареи на 10 кВтч могут обеспечить достаточную мощность для дома с потреблением на 30 кВтч в сутки. Но о перестраховке лучше не забывать, т.к. мощность солнечных панелей сильно зависит от погодных условий.

Какие аккумуляторы лучше всего подходят для солнечных панелей

Для домашней солнечной электростанции обычно используют такие виды накопителей:

• свинцово-кислотный;
• литий-ионные.

В большинстве случаев литий-ионные аккумуляторы являются лучшим вариантом для системы солнечных панелей, хотя другие типы батарей могут быть более доступными.

Свинцово-кислотный

Свинцово-кислотные накопители — это испытанная технология, которая десятилетиями использовалась в автономных энергосистемах. Несмотря на то, что они имеют относительно короткий срок службы и более низкую ёмкость, это наиболее доступный вариант.

Литий-ионный

Литий-ионные аккумуляторы легче и компактнее, чем свинцово-кислотные. По сравнению со свинцово-кислотными накопителями они имеют более высокий уровень DoD и длительный срок службы. Однако литий-ионные батареи дороже своих свинцово-кислотных аналогов.

Самые важные характеристики аккумулятора для солнечных панелей — это его ёмкость, глубина разряда и эффективность заряда-разряда. Обращайте внимание на гарантию производителя, чтобы понять, как долго вы сможете использовать накопитель. Для понимания того, сколько вам понадобится накопителей энергии, просчитайте уровень потребления всех приборов вашего в вашем доме.

Аккумулятор для солнечных батарей: характеристики и советы для правильного выбора

Аккумуляторы для солнечных панелей – это как раз те элементы, которые указывают на главный недостаток таких миниатюрных электростанций – отсутствие возможности вырабатывать электроэнергию в тёмное время суток. Именно поэтому ни один владелец автономной установки не может обойтись без АКБ. Но емкости бывают разными, и нам предстоит разобраться, какие из них подходят лучше всего.

Выбор АКБ для автономной электростанции

Компании, торгующие оборудованием для автономных электростанций с солнечными панелями, всегда говорят о вашей энергонезависимости от государственных источников электроэнергии. Также они показывают простоту монтажа солнечных панелей, и создается впечатление, что, потратившись один раз в жизни, вы обеспечите себя бесплатным источником ≈220-380 V на всю свою жизнь. Что ж, это действительно так, но это только половина правды, как в любой рекламе. Другая половина заключается в том, что получать бесплатную электроэнергию можно только днем и для того, чтобы включить ночью любой электроприбор, её нужно накапливать и хранить. Именно поэтому вам никак не обойтись без АКБ для солнечных батарей.

Что нужно учитывать при выборе АКБ

Большинству людей при поиске аккумуляторов для солнечной электростанции на ум, в первую очередь, придут автомобильные батареи, так как мы с ними сталкиваемся чаще всего, и приобретение АКБ для грузовика на 180-250 А-ч покажется вполне приемлемым. К тому же стоимость аккумулятора в пределах 65$ для обеспечения электроэнергией дома на 140-150 м2 будет выглядеть весьма заманчиво. Но давайте попробуем глубже проанализировать возможности такой емкости.

Все автомобильные батареи и самые лучшие, и не очень, рассчитаны на работу по несколько другим параметрам, нежели те, которые предполагает домашняя электростанция на солнечных панелях. Например, для мощных АКБ разрядка ниже 30% емкости будет восприниматься прибором, как действие в экстремальных условиях, а их способность выдавать высокие пусковые токи для запуска двигателя вам попросту не пригодятся.

Просто задумайтесь, как будет работать аккумулятор в режиме автономной ЭС: в светлое время суток он будет накапливать энергию, которую поглощают панели, а ночью отдавать весь свой запас потребителю. Как правило, в таком режиме батарея не выдерживает более года постоянного функционирования и попросту выходит из строя.

Чтобы вы не путались при выборе нужных АКБ, в первую очередь, следует обратить внимание на маркировку и если она указывает на автомобильное назначение, то лучше сразу отклонять такой вариант. Давайте посмотрим таблицу, расположенную ниже.

Также на автомобильном аккумуляторе какого-либо типа может присутствовать дополнительная маркировка SMF (Sealed Maintenance Free) или VRLA (Valve Regulated Lead Acid). Первое указывает на герметичность прибора, без необходимости обслуживания, а второе – на присутствие предохранительного клапана для сброса давления.

Видео описание

Как выбрать аккумуляторы для солнечных батарей, восстановить и эксплуатировать.

Что нужно знать о емкости АКБ

Безусловно, один из главных параметров, по которым мы будем выбирать АКБ, это величина их ёмкости. Но для этого придется учитывать ряд факторов, которые напрямую влияют на эту замечательную способность прибора.

Температура воздуха в помещении

Температура воздуха в помещении, где будут установлены аккумуляторы, имеет самое большое влияние на эту накопительную способность батарей. На табличке, прикрепленной к прибору или в сопроводительных документах, производитель, как правило, всегда указывает емкость, возможную при температуре 20°C. Поэтому вам не помешает знать такое соотношение, как в таблице ниже

Пояснение к таблице: вы смотрите на цифру, указанную в сопроводительных документах АКБ и умножаете на коэффициент, учитывая температуру помещения, в котором они будут храниться.

Уровень допустимости разряда батареи h4

Большинство людей, которым когда-либо приходилось сталкиваться с аккумуляторами (в основном, это, конечно, автомобилисты) знают, что их ни при каких обстоятельствах нельзя разряжать на 100%, так как это просто уничтожает их эксплуатационный ресурс. Наиболее оптимальный вариант остаточного заряда – 60-70%, хотя, чем больше, тем лучше. Поэтому при выборе АКБ подумайте о том, хватит ли им 30-40% емкости, чтобы «дожить» до следующего запуска солнечных панелей – до наступления светлого времени суток.

Учет токоприемников

Купить аккумуляторы для солнечных батарей на сегодняшний день затея не из дешевых, поэтому, в большинстве случаев, ночью домашние электроприборы работают в режиме экономии. То есть, стиральную машину-автомат, электроплиты и другие мощные потребители лучше не включать, а электрокотёл переводить ночью на минимальную мощность.

Посмотрите на таблицу, расположенную выше – там перечислены основные приборы, которые будут использоваться в темное время суток в вашем доме (на практике это, скорее всего, балет отличаться, ведь у каждого свои потребности). Но если взять за расчётную точку показатель в 6000 Вт, то вам придётся запастись аккумуляторами с общей емкостью 1787 А-ч. Но и здесь можно пойти более экономичным путем, например, использовать для освещения светодиодные лампы.

Что лучше выбрать

Необходимость использовать аккумулятор для солнечной электростанции сейчас является главной проблемой, если не дилеммой в развитии альтернативных источников получения электроэнергии. Ведь, по сути, какими бы совершенными ни были сами панели, они могут функционировать только днем, а накопленные за это время мощности нужно как-то и где-то сохранять. На данном этапе развития аккумуляторных батарей не существует каких-либо серьезных разработок для хранения больших мощностей, производство которых можно поставить на промышленные рельсы.

К сожалению, примеры Николо Тесла, когда он добывал энергию непосредственно из земли и воздуха, которые сами по себя являются огромными аккумуляторами, так и остались чем-то из области фантастики и это не удивительно. Вы только представьте, сколько компаний в одночасье потеряют доходы, если все энергия окажется бесплатной?! Поэтому «имеем то, что имеем» и приходится выбирать из того, что есть. На сегодняшний день для автономных солнечных электростанций с лучшей стороны показали себя два типа АКБ: КИСЛОТНЫЕ и ГЕЛЕВЫЕ.

Безусловно, они отличаются как по эффективности, так и по стоимости, но здесь уже выбор за вами – опять-таки придется учитывать разные факторы. Например, гелевые батареи способны легче перенести глубокую разрядку и это не скажется на их эксплуатационном ресурсе. Но, с другой стороны, при отрицательных температурах у них низкие пусковые токи, хотя, какая вам разница, если они вам и не понадобятся. Кроме того, все емкости вы все равно будете хранить в помещении при плюсовой температуре. Но проблема здесь в том, что они стоят дороже кислотных. АКБ.

Выбирая, какие аккумуляторы подойдут для солнечных батарей, вы в любом случае обратите внимание на их стоимость, так как одной емкостью вам никак не обойтись. Впрочем, все познается в сравнении, тем не менее, для сколько-нибудь достойной автономной электростанции вам понадобится примерно 10 штук АКБ по 200 А-ч (можно меньше, можно больше). Если, к примеру, вы остановите свой выбор на Delta GX12-200, которые пока стоят 452,4$, то за 10 приборов придётся отвалить 4524$, а это стоимость хорошего, но подержанного автомобиля. Зато, такого запаса вам хватит, как минимум, на 15 лет и это вполне окупит ваши вложения.

Видео описание

Аккумулятор для солнечных батарей из электрокара.

Заключение

Как видите, выбрать аккумулятор для солнечных батарей не так-то и сложно с технической точки зрения, но с другой стороны, придётся сделать определённое финансовое вливание, которое не для всех окажется подъемным. Впрочем, если уж вы решились на установку автономной солнечной электростанции и потратились на приобретение панелей, то, скорее всего, готовы довести дело до конца.

Источник https://enpartner.ru/novosti/raschet-solnechnoj-batarei-i-akkumulyatora-solnechnoj-elektrostantsii

Источник https://nova-sun.ru/solnechnye-paneli/harakteristiki-akkumulyatora

Источник https://m-strana.ru/articles/akkumulyator-dlya-solnechnykh-batarey/