Batteries solaires: un aperçu des types de batteries adaptées et de leurs caractéristiques

Les systèmes d'énergie alternative sont de plus en plus utilisés pour fournir de l'électricité aux bâtiments résidentiels. Les modes de production et de consommation d'électricité étant différents, il est nécessaire d'assurer son accumulation pour les retours ultérieurs. Êtes-vous d'accord?

Afin d'utiliser l'énergie dans la période de temps requise par le propriétaire, des batteries pour batteries solaires sont incluses dans le circuit. Nous vous expliquerons comment sélectionner correctement les appareils conçus pour fonctionner dans les cycles de charge et de décharge. Nos recommandations vous aideront à choisir le meilleur modèle.

Batteries dans le système d'énergie solaire domestique

Comprendre les méthodes et les nuances de l'utilisation des batteries lors de la fourniture d'un objet avec de l'énergie électrique à partir de panneaux solaires permettra la sélection correcte des appareils et fournira une efficacité maximale du système.

Pour effectuer un achat mesuré, vous devez bien comprendre les méthodes de création d'un réseau de batteries (unité) et les règles de calcul des principales caractéristiques.

La méthode de combinaison des périphériques en une seule baie

Les installations résidentielles et industrielles consomment des charges électriques qui dépassent les capacités d'une seule batterie. Dans le cas où le système d'énergie solaire est conçu pour un grand nombre d'appareils électriques, il est nécessaire de créer un réseau de batteries selon l'exemple d'une telle combinaison panneaux solaires.

La connexion des batteries à un seul réseau de stockage d'électricité peut se faire en parallèle, en série ou de manière mixte. Le choix dépend des indicateurs de sortie requis de puissance et de tension.

Selon la façon dont les batteries sont connectées les unes aux autres, différentes valeurs de la tension de sortie peuvent être obtenues, cependant, des circuits très complexes ne doivent pas être créés afin d'éviter la formation de courants d'égalisation entre les dispositifs du réseau

Les piles rechargeables sont placées dans une maison ou une autre structure pour fournir une température ambiante dans la plage de 10 à 25 degrés Celsius au-dessus de zéro et pour empêcher l'eau d'y pénétrer. Cela prolonge considérablement la durée de vie des appareils et réduit les pertes d'énergie.

Les technologies modernes de production de piles rechargeables destinées à être placées dans des bâtiments résidentiels prévoient des mesures de sécurité environnementale accrues. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de prendre des mesures spéciales pour une ventilation intensive de la pièce. Cependant, ils ne doivent pas être situés dans les salons.

Étant donné que les batteries ont un poids important (un appareil de 12 volts et 200 Ah pèse environ 70 kg), elles doivent être placées au sol ou sur des supports durables et solidement fixés.

Il est nécessaire de prévenir la probabilité de chute de batteries d'une hauteur, car dans ce cas, elles tomberont en panne et les systèmes à électrolyte liquide sont également dangereux pour la santé humaine lorsqu'ils sont dépressurisés.

Avec une augmentation de la longueur du câble d'alimentation, la résistance électrique augmente, ce qui conduit à une diminution de l'efficacité du système. Par conséquent, entraînez-vous à placer les piles les unes à côté des autres afin de minimiser la longueur totale des fils.

Le rack de batterie doit supporter de lourdes charges. Ainsi, un bloc de huit batteries de deux ampères pèse plus d'une demi-tonne

Caractéristiques du système

Avec une connexion parallèle et combinée série-parallèle des batteries dans une seule baie, les appareils peuvent être déséquilibrés par niveau de charge. Cela conduit au fait que l'appareil ne fonctionnera pas dans un cycle complet, ce qui signifie que sa ressource sera exploitée plus rapidement.

Le système de production d'électricité à partir du soleil est toujours alimenté superviseurqui contrôle la charge de la batterie. Dans le cas de la création d'un réseau de batteries, il est en outre nécessaire d'installer des cavaliers de charge d'égalisation.

Afin d'éviter les problèmes de charge et de décharge inégales des batteries intégrées dans un seul réseau, il est nécessaire d'utiliser des appareils du même modèle, et encore mieux - un lot. Cette règle s'applique non seulement aux systèmes d'énergie solaire.

Désormais, presque tous les logements peuvent être équipés d'appareils fonctionnant à partir d'un réseau de 12 ou 24 Volts, y compris des réfrigérateurs, des téléviseurs, etc. Cependant, un câblage avec une telle tension dans toute la maison n'a pas de sens, car la puissance actuelle sera très importante.

Ainsi, lors de la mise en œuvre d'une telle idée, un câble coûteux avec une grande section transversale de conducteurs est nécessaire et les pertes dues à la résistance électrique seront importantes.

Pour presque tous les appareils électroménagers, il existe des modèles qui fonctionnent sur un réseau CC de 12 volts. Si le câblage du câble électrique n'est pas trop long, un système basse tension peut être utilisé.

Par conséquent, à proximité immédiate du jeu de batteries onduleur - un dispositif de conversion de tension électrique.

De plus, la tension de sortie réelle de la batterie peut différer légèrement de celle déclarée. Ainsi, une charge complète est populaire pour une utilisation dans circuit avec panneaux solaires les batteries au gel produisent une tension de 13 à 13,5 volts, de sorte que l'onduleur agit comme un stabilisateur.

Calcul de la capacité de batterie requise

La capacité des batteries est calculée sur la base de la durée de vie estimée des batteries sans recharge et de la consommation électrique totale des appareils électriques.

La puissance moyenne sur l'intervalle de temps de l'appareil peut être calculée comme suit:

P = p₁ * (T₁ / T₂),

Où:

• P₁ - puissance nominale de l'appareil;
• T₁ - durée de fonctionnement de l'appareil;
• T₂ - durée totale estimée.

Presque dans toute la Russie, il y a de longues périodes où panneaux solaires ne fonctionnera pas en raison du mauvais temps.

Il n'est pas rentable d'installer de grandes baies de batteries pour leur pleine charge quelques fois par an. Par conséquent, le choix de l'intervalle de temps pendant lequel les appareils ne fonctionneront qu'à la décharge doit être approché en fonction de la valeur moyenne.

La quantité d'énergie générée par les panneaux solaires dépend de la densité des nuages. Si le temps nuageux dans la région n'est pas rare, le manque d'énergie entrante doit être pris en compte lors du calcul du volume de la batterie

Si vous prévoyez d'utiliser l'énergie stockée pendant la journée, par exemple, chauffage solaire, il est préférable de prendre un intervalle légèrement plus long, tel que 30 heures, pour le calcul.

Dans le cas d'une longue période où il n'est pas possible d'utiliser des panneaux solaires, il est nécessaire d'appliquer un autre système de génération d'électricité, basé par exemple sur un générateur diesel ou gaz.

Une batterie chargée à 100% peut, avant qu'elle ne soit complètement déchargée, fournir de la puissance, qui peut être calculée par la formule:

P = U x I

Où:

• U est la tension;
• I est la force actuelle.

Ainsi, une batterie avec des paramètres de tension de 12 volts et une intensité de courant de 200 ampères peut générer 2400 watts (2,4 kW). Pour calculer la puissance totale de plusieurs batteries, il est nécessaire d'ajouter les valeurs obtenues pour chacune d'entre elles.

Il existe des batteries avec un grand indicateur de puissance en vente, mais elles sont chères. Parfois, il est beaucoup moins cher d'acheter plusieurs appareils ordinaires avec des câbles de connexion

Le résultat doit être multiplié par plusieurs facteurs réducteurs:

• Efficacité de l'onduleur. Avec une coordination correcte de la tension et de la puissance à l'entrée de l'onduleur, la valeur maximale de 0,92 à 0,96 sera atteinte.
• Efficacité des câbles d'alimentation. Minimiser la longueur des fils reliant les batteries et la distance à l'onduleur est nécessaire pour réduire la résistance électrique. En pratique, la valeur de l'indicateur est de 0,98 à 0,99.
• Décharge minimale de la batterie. Pour toute batterie, il existe une limite de charge inférieure, ce qui permet de réduire considérablement la durée de vie de l'appareil. En règle générale, les contrôleurs définissent la valeur de charge minimale à 15%, de sorte que le coefficient est d'environ 0,85.
• Perte de capacité maximale autorisée avant de changer les piles. Au fil du temps, le vieillissement des appareils se produit, augmentant leur résistance interne, ce qui entraîne une diminution irréversible de leur capacité. Utiliser des appareils dont la capacité résiduelle est inférieure à 70% n'est pas rentable, la valeur de l'indicateur doit donc être prise à 0,7.

Contrairement à la croyance populaire, l'efficacité de la batterie - le rapport de l'électricité reçue et livrée ne doit pas être inclus dans le calcul. L'indicateur de la capacité de la batterie indiqué dans la documentation technique prend en compte le montant de retour possible.

Par conséquent, la valeur du coefficient intégral dans le calcul de la capacité requise pour les nouvelles batteries sera d'environ 0,8, et pour les anciennes batteries, avant leur annulation - 0,55.

Pour alimenter la maison en électricité avec un cycle de charge-décharge de 1 jour, 12 batteries seront nécessaires. Lorsqu'un bloc de 6 appareils fonctionne à la décharge, le deuxième bloc se charge

Courants maximaux admissibles

Pour chaque batterie, le courant de charge maximal autorisé est spécifié dans la documentation technique. Le dépassement de cette valeur entraîne une surchauffe de l'appareil, une baisse nette et irrévocable de ses performances.

Par conséquent, lors du choix des batteries pour systèmes d'assemblage de batteries il faut s'assurer qu'ils peuvent assurer la consommation d'électricité générée par les panneaux solaires.

Un autre indicateur important est le courant de décharge admissible:

• Courant de décharge régulier, pour un fonctionnement à la valeur à laquelle (ou à une valeur inférieure) la batterie est destinée. Le fonctionnement de tous les équipements électriques connectés au système doit être fourni avec cet indicateur.
• Le courant de décharge maximum que l'appareil peut fournir pendant une courte période à des charges de pointe. De telles charges peuvent survenir lorsque vous allumez certains équipements, tels que des compresseurs de réfrigération ou de climatisation.

Dépassant pendant longtemps le premier indicateur ou à court terme - le second conduit à une usure prématurée de la batterie. Avec le vieillissement des appareils, ces indicateurs diminuent de 20 à 30%, ce qui doit également être pris en compte.

Caractéristiques de l'appareil et principaux paramètres

Les batteries de voiture ne sont pas conçues pour fonctionner avec un grand nombre de cycles de charge et de décharge. Pour une énergie alternative et de secours, utilisez un type d'appareil différent. Comme leur coût est élevé, il est nécessaire d'étudier attentivement tous les paramètres avant d'acheter.

Les modes de fonctionnement de la batterie dans la voiture et dans le système d'énergie alternative sont si différents que son objectif est indiqué même sur l'appareil lui-même

Types utilisés pour les énergies alternatives

Presque toutes les batteries utilisées dans les énergies alternatives et installées dans les bâtiments ne nécessitent aucun entretien. L'utilisateur n'est pas en mesure d'effectuer avec lui des opérations physiques affectant sa structure.

Ceci est fait afin de minimiser le risque d'effets physiques ou chimiques des batteries sur les personnes, l'air et les objets qui les entourent. Par conséquent, il n'est pas nécessaire d'étudier en détail la structure et les nuances physico-chimiques du fonctionnement de différents types de batteries. Une plus grande attention devrait être accordée aux différences dans les principales caractéristiques techniques des appareils.

Les batteries OPzS sont conçues comme les appareils au plomb les plus simples. Le changement de forme de la plaque positive vous permet de fournir un nombre de cycles de charge et de décharge beaucoup plus important que ses homologues automobiles.

L'inconvénient est la présence d'électrolyte liquide, qui peut être dangereux lorsqu'ils sont dépressurisés. Niche de prix moyen.

Les piles alcalines (nickel) sont rarement utilisées en raison de leur immunité aux faibles courants lors de la charge et de la nécessité de passer par un cycle complet de l'état chargé à l'état déchargé. Sinon, la capacité de la batterie diminuera.

De plus, ces appareils ont plus de poids et de dimensions que les concurrents de même capacité. Danger de dépressurisation. Niche à bas prix.

Une dépressurisation de la batterie est possible en cas de défaut interne, de puissance excessive du courant de charge, de chute de hauteur ou de fonctionnement dans des conditions inadaptées. Les plus gros problèmes seront créés par les appareils contenant des liquides dangereux lors de l'évaporation.

Dans les batteries AGM, l'électrolyte est lié dans une structure en fibre de verre. Ils peuvent être chargés de petits courants. Presque sûr et occupent une niche de prix moyen chez les concurrents.

L'oxyde de silicium est ajouté à l'électrolyte dans les batteries GE (gel), ce qui le rend à l'état de gel.Les appareils ont un haut degré de sécurité et de bonnes performances. Niche à prix élevé.

Les batteries à énergie alternative ne sont pas vendues dans les magasins automobiles. Vous pouvez les acheter dans des entreprises vendant des panneaux solaires, des éoliennes ou en ligne

Les batteries au lithium (par exemple, les modèles lithium-fer-phosphate) ont de très bonnes caractéristiques, sont compactes, ont un poids nettement inférieur et sont pratiquement sûres. Cependant, leur coût est nettement plus élevé que celui des types d'appareils concurrents, même ceux en gel.

Du point de vue du rapport qualité-prix, les batteries de type gel et lithium sont les plus attractives. Mais les investissements de démarrage ponctuels sont très importants, par conséquent, les appareils d'autres types sont également largement distribués sur le marché des batteries pour les énergies alternatives.

Sur le marché intérieur, les marques de batteries suivantes sont activement recherchées:

Les batteries présentées se caractérisent par d'excellentes performances et un prix abordable.

Sélection du modèle de batterie

Les principaux paramètres des batteries pour l'énergie solaire, auxquels vous devez faire attention lors de l'achat des éléments suivants:

• tension et capacité qui déterminent la puissance de la batterie;
• profondeur de décharge maximale sûre, à laquelle le respect de la possibilité pour la batterie de fonctionner comme déclaré par le fabricant;
• nombre garanti de cycles de charge et de décharge, soumis à toutes les conditions techniques;
• valeur d'autodécharge, caractérisant l'intensité de la perte d'énergie dans une batterie chargée lorsqu'elle est inactive;
• le courant de charge maximal, qui détermine la quantité d'électricité par unité de temps que la batterie est en mesure d'accepter sans préjudice d'un fonctionnement ultérieur;
• courant de décharge nominal, qui détermine la quantité d'électricité par unité de temps que la batterie est capable de fournir pendant une longue période sans préjudice pour un fonctionnement ultérieur;
• courant de décharge maximal, qui détermine la quantité d'électricité par unité de temps que la batterie est capable de fournir pendant une courte période sans affecter le fonctionnement ultérieur;
• température optimale pour l'appareil;
• la taille et le poids de la batterie, dont la connaissance est nécessaire pour sélectionner leur emplacement et leur méthode d'installation.

Tous ces paramètres sont décrits dans la documentation technique, qui est publiée électroniquement sur le site de tous les principaux fabricants.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Aperçu des nuances du fonctionnement des différents types de batteries pour les systèmes solaires:

Comparaisons de différents types de batteries de démarrage. Avantages et inconvénients des énergies alternatives:

Expérience avec les batteries au lithium (LiFePo4). Le véritable bloc d'appareils automobiles, les nuances de son travail:

Le choix correct des batteries en fonction de leurs paramètres garantira un fonctionnement fiable d'un système d'énergie alternative. Il n'est pas nécessaire d'économiser excessivement sur l'unité de stockage d'énergie - l'investissement de départ initial sera rentable pour le bon fonctionnement du système pendant plusieurs années à venir.

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