Napelemek: áttekintés a megfelelő elemek típusairól és jellemzőiről

Az alternatív energiarendszereket egyre inkább használják a lakóépületek villamosenergia-ellátására. Mivel a villamosenergia-termelés és -fogyasztás módjai különböznek, gondoskodni kell annak felhalmozódásáról a későbbi visszatérítésekhez. Egyetért?

Annak érdekében, hogy az energia a tulajdonos által megkövetelt idő alatt felhasználható legyen, a szolár elemek telepítése szükséges. Megmondjuk Önnek, hogyan kell helyesen kiválasztani az eszközöket, amelyek a töltési és kisütési ciklusokban működnek. Javaslataink segítenek kiválasztani a legjobb modellt.

Elemek a háztartási napenergia rendszerben

Az elemek használatának módszereinek és árnyalatainak megértése, amikor tárgyat látnak el napelemekből származó elektromos energiával, lehetővé teszi az eszközök helyes kiválasztását és a rendszer maximális hatékonyságát.

A mért vásárláshoz alaposan meg kell értenie az akkumulátor tömb (egység) létrehozásának módszereit és a fő jellemzők kiszámításának szabályait.

Az eszközök egyetlen tömbbe történő kombinálásának módszere

A lakóépületek és ipari létesítmények olyan elektromos terheléseket fogyasztanak, amelyek meghaladják az egyetlen akkumulátor képességeit. Abban az esetben, ha a napenergia-rendszert nagyszámú elektromos berendezésre tervezték, egy ilyen kombináció példájánál el kell készíteni egy sor elemet. napelemek.

Az elemek összekötése egyetlen elektromos tároló sorozattal párhuzamosan, soros vagy vegyes módon is elvégezhető. A választás a teljesítmény és a feszültség szükséges kimeneti mutatóitól függ.

Az elemek egymáshoz csatlakoztatásának módjától függően a kimeneti feszültség eltérő értékei érhetők el, azonban nem szabad nagyon összetett áramkört létrehozni annak elkerülése érdekében, hogy a tömbben lévő eszközök között kiegyenlítő áramok keletkezzenek

Az újratölthető elemeket házba vagy más szerkezetbe kell helyezni, hogy a hőmérsékletet 0-25 Celsius fok közötti hőmérsékleten lehessen tartani, és megakadályozzák, hogy a víz bejusson hozzájuk. Ez jelentősen meghosszabbítja az eszközök élettartamát és csökkenti az energiaveszteségeket.

A lakóépületekbe történő elhelyezésre szánt újratölthető akkumulátorok gyártásának modern technológiái fokozott környezeti biztonsági intézkedéseket tesznek lehetővé. Ezért nincs szükség semmilyen különleges intézkedésre a szoba intenzív szellőztetése érdekében. Nem szabad azonban nappali helyiségben elhelyezni őket.

Mivel az akkumulátorok jelentős súlyúak (egy 12 voltos és 200 Ah-os készülék kb. 70 kg súlyú), azokat a padlóra vagy tartós és biztonságosan rögzített állványra kell helyezni.

Meg kell akadályozni az akkumulátorok magasságból való leesésének valószínűségét, mivel ebben az esetben meghibásodnak, és a folyékony elektrolitos rendszerek is nyomás alá esnek az emberi egészségre.

A tápkábel hosszának növekedésével az elektromos ellenállás növekszik, ami a rendszer hatékonyságának csökkenéséhez vezet. Ezért a vezetékek teljes hosszának minimalizálása érdekében gyakorolja az elemeket közel egymáshoz.

Az akkumulátorállványnak támogatnia kell a nehéz terheket. Tehát egy nyolc két amperos elem tömege meghaladja a fél tonnát

A rendszer jellemzői

Az akkumulátorok párhuzamos és kombinált sorozat-párhuzamos csatlakoztatásával egy sorba az eszközök kiegyensúlyozatlanok lehetnek a töltöttségi szint mellett. Ez ahhoz a tényhez vezet, hogy az eszköz nem fog teljes ciklusban működni, ami azt jelenti, hogy erőforrása gyorsabb lesz.

A napfény villamosenergia-előállító rendszerét mindig ellátják ellenőramely szabályozza az akkumulátor töltését. Elemek tömbjének létrehozása esetén ezen felül szükség van kiegyenlítő töltés-áthidalók telepítésére.

Az egyetlen tömbbe integrált akkumulátorok egyenetlen töltésével és ürítésével kapcsolatos problémák elkerülése érdekében ugyanazon modell készülékeit kell használni, és még jobb, ha egy tétel. Ez a szabály nem csak a napenergia-rendszerekre vonatkozik.

Most szinte minden ház felszerelhető olyan eszközökkel, amelyek 12 vagy 24 voltos hálózatról működnek, ideértve a hűtőszekrényeket, televíziókat stb. Azonban a házban az ilyen feszültséggel történő vezetékezésnek nincs értelme, mivel a jelenlegi teljesítmény nagyon nagy lesz.

Tehát egy ilyen ötlet megvalósításához drága kábelre van szükség, amelynek nagy keresztmetszete van, és az elektromos ellenállás veszteségei nagyok lesznek.

Szinte minden háztartási készülékhez vannak olyan modellek, amelyek 12 V-os egyenáramú hálózaton működnek. Ha az elektromos kábel huzalozása nem túl hosszú, akkor alacsony feszültségű rendszert lehet használni.

Ezért az elemkészlet közvetlen közelében inverter - egy eszköz az elektromos feszültség átalakítására.

Ezenkívül az akkumulátor tényleges kimeneti feszültsége kissé eltérhet a megadottól. Tehát a teljesen feltöltött népszerű a áramkör napelemekkel A gél akkumulátorok 13-13,5 V feszültséget adnak, tehát az inverter stabilizátorként működik.

A szükséges akkumulátor kapacitás kiszámítása

Az akkumulátorok kapacitását az újratöltés nélküli becsült élettartam és az elektromos készülékek teljes energiafogyasztása alapján számítják ki.

A készülék időintervallumán belüli átlagos teljesítményét az alábbiak szerint lehet kiszámítani:

P = p₁ * (T₁ / T₂),

ahol:

• P₁ - a készülék névleges teljesítménye;
• T₁ - a készülék működési ideje;
• T₂ - a teljes becsült idő.

Szinte Oroszország egész területén hosszú időszakok vannak napelemek nem fog működni a rossz időjárás miatt.

A nagy akkumulátor-tömbök telepítése teljes terhelésükre évente csak néhányszor veszteséges. Ezért annak az időtartamnak a megválasztását, amely alatt az eszközök csak kisülés esetén fognak működni, az átlagérték alapján kell megközelíteni.

A napelemek által generált energia mennyisége a felhők sűrűségétől függ. Ha a környéken felhős időjárás nem ritka, akkor az akkumulátor mennyiségének kiszámításakor figyelembe kell venni a bejövő energia hiányát

Ha azt tervezi, hogy a tárolt energiát egy nap folyamán használja, pl napfűtés, a legjobb, ha a számításhoz valamivel hosszabb időt vesz igénybe, például 30 órát.

Hosszú időszakban, amikor nem lehet napelemeket használni, elektromos áram előállításához másik rendszert kell alkalmazni, például dízel- vagy gázgenerátoron alapulva.

A 100% -ban feltöltött akkumulátor a teljes lemerülés előtt energiát bocsáthat ki, amelyet a következő képlettel lehet kiszámítani:

P = U x I

ahol:

• U a feszültség;
• Én vagyok a jelenlegi erő.

Tehát egy akkumulátor 12 V feszültség paraméterekkel és 200 amper áramerősséggel képes 2400 wattot (2,4 kW) előállítani. Több elem teljes teljesítményének kiszámításához hozzá kell adni az egyes elemekre kapott értékeket.

Vannak olyan akkumulátorok, amelyek nagy teljesítményjelzővel rendelkeznek, de drágák. Időnként sokkal olcsóbb vásárolni több egyszerű eszközt, összekötő kábelekkel

Az eredményt meg kell szorozni több redukáló tényezővel:

• Inverter hatékonysága. A feszültség és a teljesítmény megfelelő koordinálásával a frekvenciaváltó bemeneténél a maximális érték 0,92 és 0,96 között lesz.
• A tápkábelek hatékonysága. Az elektromos ellenállás csökkentése érdekében minimálisra kell csökkenteni az akkumulátorokat összekötő vezetékek hosszát és az invertertől való távolságot. A gyakorlatban az indikátor értéke 0,98 és 0,99 között van.
• Az akkumulátor minimális lemerülése. Minden akkumulátor esetében alacsonyabb a töltési határérték, amely felett a készülék élettartama jelentősen csökken. A vezérlők általában a minimális töltési értéket 15% -ra állítják, tehát az együttható körülbelül 0,85.
• A maximálisan megengedett kapacitásvesztés az elemek cseréje előtt. Az idő múlásával az eszközök öregednek, megnövekszik belső ellenállásuk, ami a kapacitásuk visszafordíthatatlan csökkenéséhez vezet. Olyan eszközöket használjon, amelyek fennmaradó kapacitása kevesebb, mint 70%, nem jövedelmező, tehát a mutató értékét 0,7-nek kell venni.

A közhiedelemmel ellentétben az akkumulátor hatékonyságát - a beérkezett és a kiszállított villamos energia arányát nem kell figyelembe venni a számításban. Az akkumulátor kapacitásának a műszaki dokumentációban feltüntetett mutatója figyelembe veszi a visszatérítés lehetséges összegét.

Ennek eredményeként az új akkumulátorok szükséges kapacitásának kiszámításához a beépített együttható értéke körülbelül 0,8, a régi elemek esetében pedig 0,55 lesz.

Ahhoz, hogy a ház villamos energiát biztosítson egy napos töltési és kisütési ciklusban, 12 elemre van szükség. Ha egy 6 eszközből álló blokk kisül, akkor a második blokk töltődik

A megengedett legnagyobb áramok

Az egyes akkumulátorok esetében a megengedett legnagyobb töltési áramot a műszaki dokumentáció határozza meg. Ennek az értéknek a túllépése az eszköz túlmelegedéséhez, a teljesítmény gyors és visszavonhatatlan csökkenéséhez vezet.

Ezért, amikor akkumulátorokat választ akkumulátor összeszerelési rendszerek Biztosítani kell, hogy biztosítani tudják a napelemek által termelt villamos energia fogyasztását.

Egy másik fontos mutató a megengedett kisülési áram:

• Rendszeres kisülési áram, amelynek működéséhez az akkumulátort (vagy annál alacsonyabb értéket) tervezték. A rendszerhez csatlakoztatott összes elektromos berendezés működését ezt a jelzőt kell látni.
• A maximális kisülési áram, amelyet az eszköz rövid időre képes nyújtani csúcsterhelés esetén. Ilyen terhelés akkor fordulhat elő, ha bekapcsol bizonyos berendezéseket, például hűtő- vagy légkondicionáló kompresszorokat.

Az első indikátor hosszú ideig történő túllépése vagy rövid távú - a második az akkumulátor idő előtti elhasználódásához vezet. Az eszközök öregedésével ezek a mutatók 20-30% -kal csökkennek, amit szintén figyelembe kell venni.

Az eszköz jellemzői és a fő paraméterek

Az autós akkumulátorokat nem úgy tervezték, hogy nagy számú töltési és kisütési ciklusban működjenek. Alternatív és tartalék energiához más típusú készüléket használjon. Mivel ezek költsége magas, a paramétereket vásárlás előtt alaposan meg kell vizsgálni.

Az akkumulátor üzemmódjai az autóban és az alternatív energiarendszerben annyira különböznek egymástól, hogy célját még a készüléken is jelezzék

Használt típusok az alternatív energiához

Szinte az alternatív energiában használt és az épületekbe telepített akkumulátorok karbantartást nem igényelnek. A felhasználó nem tudja velük fizikai műveleteket végrehajtani, amelyek befolyásolják a szerkezetüket.

Ennek célja az elemek fizikai vagy kémiai hatásainak minimalizálása az emberekre, a levegőre és az őket körülvevő tárgyakra. Ezért nincs szükség a különféle típusú akkumulátorok szerkezetének és fizikai-kémiai árnyalatainak részletes tanulmányozására. Nagyobb figyelmet kell fordítani az eszközök fő műszaki jellemzőinek különbségeire.

Az OPzS akkumulátorok a legegyszerűbb ólom-sav-készülékekhez hasonlóan készülnek. A pozitív lemez alakjának megváltozása lehetővé teszi, hogy lényegesen nagyobb számú töltési és kisütési ciklust biztosítson, mint az autóiparban.

Hátránya a folyékony elektrolit jelenléte, amely veszélyes lehet, ha nyomás alatt vannak. Átlagos árrés.

Az alkáli (nikkel) akkumulátorokat ritkán használják, mert töltéskor védettek az alacsony árammal szemben, és mivel teljes cikluson kell átmenniük a töltötttől a lemerült állapotig. Ellenkező esetben az akkumulátor kapacitása csökken.

Ezenfelül ezeknek az eszközöknek nagyobb a súlya és mérete, mint az azonos kapacitású versenytársaknak. Veszély nyomásmentesítésnél. Alacsony ár fülke.

Az akkumulátor nyomása csökkenhet belső hiba, túl nagy töltőáram esetén, magasságból eséskor vagy nem megfelelő körülmények között történő működés esetén. A legnagyobb problémákat a párolgás során veszélyes folyadékokat tartalmazó készülékek okozhatják.

Az AGM akkumulátorokban az elektrolit üvegszál szerkezetben van kötve. Kis áramokkal tölthetők fel. Szinte biztonságos és elfoglalják az átlagos árrést a versenytársak körében.

Szilícium-oxidot adnak az elektrolithoz GE (gél) akkumulátorokban, amelynek eredményeként gélállapotban van.Az eszközök magas fokú biztonságot és jó teljesítményt nyújtanak. Magas árrés.

Az alternatív energiájú elemeket az autókereskedésekben nem értékesítik. Megvásárolhatja azokat napelemeket, szélturbinákat vagy online árusító cégeket

A lítium-alapú akkumulátorok (például lítium-vas-foszfát modellek) nagyon jó tulajdonságokkal rendelkeznek, kompaktak, lényegesen kisebb súlyúak és gyakorlatilag biztonságosak. Költségeik azonban szignifikánsan magasabbak, mint a versengő típusú készülékeknél, még a géles eszközöknél is.

Az ár-érték arány szempontjából a gél és lítium típusú akkumulátorok a legvonzóbb. De az egyszeri kezdeti beruházások ezekbe nagyon nagyok, ezért más típusú készülékek is széles körben elterjedtek az alternatív energiához szükséges akkumulátorok piacán.

A belföldi piacon az alábbi márkájú akkumulátorok vannak aktívan keresletesek:

A bemutatott elemeket kiváló teljesítmény és megfizethető ár jellemzi.

Az akkumulátor típusának kiválasztása

Az akkumulátorok főbb paraméterei a napenergia számára, amelyekre a következő vásárlásánál figyelni kell:

• feszültség és kapacitás, amelyek meghatározzák az akkumulátor teljesítményét;
• a biztonságos maximális kisülés mélysége, amelynek betartása mellett az akkumulátor a gyártó által megadott módon működhet;
• garantált számú töltési és ürítési ciklus, minden műszaki feltétel mellett;
• önkisülési érték, amely tétlen állapotban jellemzi az energiaveszteséget egy töltött akkumulátorban;
• a maximális töltési áram, amely meghatározza az egységenkénti villamosenergia-mennyiséget, amelyet az akkumulátor képes a további működés befolyásolása nélkül elviselni;
• névleges kisülési áram, amely meghatározza az egységenkénti villamosenergia-mennyiséget, amelyet az akkumulátor hosszú ideig képes szolgáltatni anélkül, hogy a további működés károsodna;
• maximális kisülési áram, amely meghatározza az egységenkénti villamosenergia-mennyiséget, amelyet az akkumulátor rövid ideig képes szolgáltatni anélkül, hogy a további működést befolyásolná;
• a készülék optimális hőmérséklete;
• az akkumulátor mérete és súlya, amelynek ismerete szükséges az akkumulátor helyének és beépítési módjának kiválasztásához.

Ezeket a paramétereket a műszaki dokumentáció ismerteti, amelyet elektronikusan közzétesznek az összes fő gyártó webhelyén.

Következtetések és hasznos videó a témáról

A különféle típusú napelemes akkumulátorok működésének árnyalatainak áttekintése:

Különböző típusú indítóelemek összehasonlítása. Előnyei és hátrányai az alternatív energiának:

Tapasztalat lítium (LiFePo4) akkumulátorokkal. A gépjárművek valódi blokkja, munkájának árnyalata:

Az elemek megfelelő kiválasztása paramétereik alapján biztosítja az alternatív energiarendszer megbízható működését. Nem kell túlzottan megtakarítani az energiatároló egységet - a kezdeti beruházás a rendszer zökkenőmentes működése érdekében a következő években megtérül.

Kérjük, hagyja meg észrevételeit az alábbi blokkban, tegyen fel kérdéseket, tegye közzé fényképeket a cikk témájáról. Mondja el nekünk, hogyan választotta a napelemekből az akkumulátorokat egy házikó mini-erőmű számára. Ossza meg az információkat, amelyek hasznosak lesznek a webhely látogatói számára.