Навіщо потрібні акумулятори в системах на сонячних батареях
Оскільки сонячне випромінювання величина не постійна і якщо ви не підключені до центральної електромережі або підключення не стабільне, недостатньо мати просто сонячні батареї. Вам потрібно десь зберігати енергію та наявність надійних акумуляторних батарей, допоможе вам зберегти електроенергію, яку ваші сонячні панелі виробляють протягом дня.
До питання "який акумулятор вибрати для сонячних батарей" треба підійти дуже серйозно, щоб використовувати вашу систему в робочому стані в будь-який час доби. З неправильно підібраним банком акумуляторів ви зможете скористатися сонячною енергією тільки тоді, коли сонячні батареї її виробляють, а при заході сонця акумулятори можуть бути не здатні видати необхідну потужність. За відсутності хороших акумуляторних батарей вам доведеться боротися з нестачею енергії, особливо якщо в мережі електропостачання є перебої або вона просто відсутня.
Свинцово – кислотні, у тому числі AGM та GEL та літієві акумулятори, що набирають популярність, на сьогодні найбільш затребувані для електропостачання, знайдемо їх відмінності та визначимо переваги чи недоліки.
Порівняння свинцево-кислотних та літієвих батарей
Свинцеві батареї коштують дешевше, але вони мають більш короткий термін служби та за сучасними мірками низьку щільність енергії, а деякі з них потребують регулярного технічного обслуговування, щоб підтримувати їх у робочому стані. Літієві батареї дорожчі, але вони не вимагають технічного обслуговування і мають більш тривалий термін служби, що відповідає їхній вищій ціні.
Давайте детальніше розглянемо який краще взяти акумулятор для сонячних електростанцій, плюси та мінуси кожного варіанту і пояснимо, чому ви можете вибрати один з них для своєї системи.
Свинцево-кислотні з рідким електролітом
Відмінною особливістю цих батарей є те, що свинцеві пластини занурені у рідкий електроліт. Їх необхідно регулярно перевіряти та доливати кожні 1-3 місяці, щоб вони працювали належним чином. Недбале ставлення до обслуговування може скоротити їх термін служби та анулювати гарантію. Оскільки в ході експлуатації цей тип АКБ може виділяти небезпечні гази, їх необхідно встановлювати у приміщенні, що вентилюється, щоб дозволити газам батареї виходити назовні.
Герметичні свинцево-кислотні
Герметизовані бувають двох типів: акумулятори AGM і GEL ( гелеві ), які мають багато схожих властивостей. Вони практично не вимагають обслуговування та вологозахищені. Відмінності полягають у електроліті – у гелевому акумуляторі він у загущеному стані, а AGM електроліт абсорбований в скловолокні. Вважається, що вони не виділяють гази, це не так, оскільки для захисту акумуляторів передбачені клапани, які можуть відкриватися в екстрених ситуаціях.
Літій-залізо-фосфатні акумулятори
дним із кращих хімічних складів літієвих акумуляторів для сонячних батарей є літій-залізо-фосфат LiFePO4, він же LFP, ще зустрічається назва Ліфер. Ця технологія має у кілька разів більший термін служби, ніж у свинцевих АКБ і може використовуватись при більш глибоких циклах. Завдяки лінійним розрядним характеристикам можна використовувати меншу ємність при розряді великими струмами. Вони також не вимагають обслуговування або вентиляції на відміну від заливних свинцево-кислотних батарей. LiFePO4 це один з різновидів літій-іонних батарей, але на відміну від них LiFePO4 пожежо-вибухобезпечні.
Літій-титанатні, вони ж LTO
Можна впевнено сказати, що це чудові акумулятори і одні з кращих на даний момент і вони мають усі вищеперелічені плюси LiFePO4 акумуляторів, але ще можуть заряджатися просто величезними струмами в 10С (для порівняння «свинець» можна заряджати струмами 0,1 - 0,2С ) та мають ресурс 16000 циклів. З мінусів можна відзначити високу ціну та більшу вагу порівняно з LiFePO4.
Літій-іонні, вони ж Li-ion
Мають дуже високу щільність енергії та малу вагу, завдяки чому широко застосовуються на електротранспорті, у тому числі в Теслі, але мають суттєвий недолік – при пошкодженнях та при роботі в позаштатному режимі можуть спалахувати. У LiFePO4 та літій-титанатних акумуляторів відсутній цей недолік, тому вони більш переважні для використання в автономних та безперебійних системах.
Підсумовуючи проміжний підсумок, можна відзначити, що початкові вкладення на літієві батареї більше, але при експлуатації вартість володіння виходить значно нижчою - за час експлуатації акумуляторів літієвих доводиться кілька разів замінити свинцеві АКБ.
Виділимо основні переваги літієвих LFP та LTO акумуляторів над свинцево-кислотними:
- Термін служби у кілька разів більший, ніж у свинцевих АКБ;
- Кількість циклів при глибині розряду 80% становить 2000-3500 у LFP і до 16000 у LTO проти 300-350 циклів у звичайного «свинцю» і до 1500 циклів у OPzS c OPzV;
- Швидкий заряд, завдяки здатності приймати великі струми заряду (зарядний струм до 2С (LFP) і до 10C (LTO), проти 0,1-0,3С у свинцевих;
- Лінійні розрядні характеристики дозволяють використовувати в 2-3 рази меншу ємність, порівняно зі свинцем і отримувати паспортну ємність незалежно від розрядного струму;
- Найменша вага, висока щільність енергії;
- Не виділяють шкідливі речовини та пожежо-вибухобезпечні.
З мінусів літієвих АКБ можна відзначити, що їх не можна використовувати без системи балансування та захисту BMS (Battery Management System) та вищі початкові вкладення.
Виходячи з усіх перерахованих аргументів і проведеного порівняльного аналізу, можна зробити висновок, що літієві акумулятори мають перевагу над свинцевими майже за всіма параметрами. Але який із основних трьох типів літієвих батарей вибрати?
На наш погляд на поточний момент для сонячної електростанції краще купити акумулятори літій-залізо-фосфатні, вони мають чудові технічні характеристики, довгий термін служби та на відміну від звичайних Li-ion повністю безпечні. Більше того, їх вартість 2 рази нижча, ніж у літій-титанатих акумуляторів і не дивлячись, що процесі експлуатації LTO виходять вигідніше, існує велика ймовірність купити відновлений б/в акумулятор LTO, який був знятий з електротранспорту в Китаї.
Тому в більшості випадків краще будуть акумулятори за технологією LiFePO4.
