Як вибрати акумулятор для сонячної батареї? Основні типи і ціни

Як вибрати акумулятори для сонячних батарей фото
Як вибрати акумулятор для сонячної батареї? Основні типи і ціни

Станом на 2014 рік в домогосподарствах України офіційно експлуатувалося 40 побутових сонячних електростанцій. Лише через 4 роки, у 2018-му, число таких домашніх СЕС вже було близько 10 000. Але з метою економії коштів, а значить і потужності, в комплекті до панелей потрібні і акумулятори для сонячних батарей. Вони забезпечать підживлення електромережі вночі або в негоду, накопичуючи надлишки вдень. А тому їх правильний вибір – гарантія не тільки безперебійного живлення будинку, але і надійності системи в цілому.

Ринковий асортимент накопичувачів енергії великий, але далеко не всі вони підходять для геліосистем. У цій статті ми розповімо про те, за якими параметрами вибирати АКБ, які з них краще, а які гірше, як розраховувати їх потужність, де розміщувати, наскільки часто міняти і які зараз їх ринкова ціна.

Типи акумуляторів для сонячних батарей

Головною характеристикою будь-якого накопичувача є тип використаної в ньому робочої речовини. За даним параметром вони діляться на п’ять основних видів (включаючи різновиди).

1. Кислотні акумулятори для сонячних батарей

Прийнято розрізняти три їх підкласи:

  • Автомобільні варіанти. Функціонують нестабільно. В силу особливостей роботи СЕС, класична рідко-кислотна система буде недовговічною (максимум – 50 циклів), і тому її використання для домашніх електростанцій недоцільно.
  • Накопичувачі OPzS. Їх конструктивна особливість – трубчастий анод, здатний у декілька разів збільшити кількість циклів «зарядка / розрядка». Головний недолік – висока ціна в порівнянні з класичною автомобільної АКБ.
  • AGM. Отримали свою назву через заливку електроліту в адсорбуючі склопакети. Переваги: можливість монтажу в будь-якому положенні, короткий час підзарядки при високому рівні заряду, стабільність роботи в погано вентильованих приміщеннях, нечутливість до неповного заряджання, невисока вартість. Недоліки: скорочений діапазон прийнятних температур (15 до 25 ° С), недовгий термін служби (до 5, рідко – до 10 років), вихід з ладу при перевищенні 100% допустимого заряду. Число циклів розрядки для стандартних моделей – 200 (повний розряд), 350 (половинний), 800 (при розрядці на третину).

2. Лужні акумулятори для сонячних батарей

Цілком прийнятними експлуатаційними характеристиками володіють лужні моделі. Вони добре переносять глибокі розряди в широкому діапазоні значень, досить великі за габаритами і мають «ефект пам’яті». До недоліків слід віднести часткову втрату ємності в разі неповної розрядки.

3. Гелеві акумулятори для сонячних батарей

Електроліт в GEL-накопичувачах являє собою желеподібну масу, що захищає АКБ від протікань, свинцеві пластини – від осипання, і гарантує відсутність випаровування отруйних речовин. У порівнянні з AGM варіанти з гелем дорожче, але на 50-70% ефективніше: кількість циклів – 350 (повний розряд), 550 (половинний), 1200 (при розрядці на третину).
Додаткова перевага – здатність без шкоди для характеристик перебувати в повністю розрядженому стані до 3-5 діб.
Таким чином, на питання які акумулятори краще для сонячних панелей, правильною відповіддю буде GEL. З урахуванням терміну повної експлуатації СЕС близько 20 років необхідність рідкісної зміни накопичувачів окупає витрати на них швидше, ніж придбання дешевих варіантів.

4. Літієві акумулятори для сонячних батарей

Більш сучасним типом є АКБ на основі літію. Їх висока, в порівнянні зі свинцевими АКБ, вартість повністю окупається наступним рядом переваг:

  • маса – в 3-4 рази менше;
  • щільність енергії – більше майже в 3 рази;
  • питома енергетика – вище в 4 рази;
  • число циклів «зарядка / розрядка» – від 3000 до 6000 (повний розряд);
  • діапазон температур – ширше в 5 разів;
  • термін служби – до 20 років;
  • екологічна безпека при експлуатації – повна.

5. Літій-іонні акумулятори для сонячних батарей

Найбільш популярний вид АКБ на базі літію. Оптимальний для геліо- інверторів.
ТОП виробники: Powerbank (Tesla), LG Chem та ін.
ТОП різновиди добавок: LiFePO4 – залізо і фосфати, а також оксиди LiNiCoAlO2 – нікелю, LiCoO2 -кобальту, LiMn2O4 – марганцю, LiNiMnCoO2 – цинку, Li4Ti5O12 – титану.

Можливості підключення і комбінування АКБ

Те, скільки акумуляторів потрібно для конкретної сонячної батареї, буде залежати від максимального запланованого обсягу накопичуваної потужності (ємності). Досить скомбінувати необхідну кількість АКБ з послідовною, паралельної або змішаної системою підключення. Однак для схеми з декількома накопичувачами настійно рекомендується використовувати обладнання з ідентичними параметрами, від одного виробника, а також обов’язковий контролер заряду акумулятора для сонячної батареї – оскільки без автоматичного контролю заряду і розряду будь-яка акумуляторна система швидко вийде з ладу.

Важливо! При взаємному підключенні елементів обов’язково потрібно дотримуватися правильного з’єднання знаків «+» і «-» відповідних клем. При виникненні сумнівів у знанні схеми краще звернутися до фахівців.

Як вибрати акумулятор для сонячної батареї?

Основних параметрів вибору всього чотири.

  1. Ємність. У різних виробників накопичувачів існує важлива відмінність у маркуванні ємності. Стосується воно номіналу – розрахованого на 10 або 20 годин розрядки (вказано на етикетці або корпусі). Очевидно, що в першому випадку абсолютна ємність вище.
  2. Маса. При однаковому номіналі АКБ з більшою масою (для свинцевих моделей) мають кращі параметри циклічності і реальної накопичувальної здатності.
  3. Кількість циклів (для очікуваної глибини розрядки у відсотках). Вибирати акумулятор для сонячних панелей рекомендується з максимальним запропонованим числом.
  4. Термін служби. Тут можна застосувати аналогічне правило. При наявності достатніх коштів перевагу краще віддати сучасним літій-іонним варіантам, а при фінансових обмеженнях на покупку – GEL (або AGM зі збільшеним до 10 років періодом працездатності).

Ще кілька рекомендацій

1. Які акумулятори краще для сонячних батарей по другорядним параметрами, визначити просто. Вони повинні володіти:

  • здатністю до самостійного заряду;
  • максимально можливим діапазоном температур;
  • максимальної з асортименту вибору величиною струму;
  • стійкістю до ударів корпусу;
  • габаритної компактністю.

2. По можливості рекомендується розряджати АКБ тільки на 50%.

3. Створіть умови робочих температур не менше 20 ° С (це знизить величину саморозряду).

4. У акумуляторів для сонячних батарей термін служби легко підрахувати на підставі числа циклічності. При цьому слід врахувати, що для свинцевих моделей придатними до роботи вважаються АКБ, ємність яких зберігається на рівні не менше 60-65% від номіналу.

5. Вибирайте інвертор з високим ККД.

6. Не встановлюйте накопичувачі під прямі промені сонця.

7. Перевірку щільності електроліту слід проводити регулярно.

8. Найдешевші акумулятори доцільно використовувати тільки для сонячних батарей, зібраних своїми руками за мінімальну вартість (середня ціна системи в цьому випадку становить близько 100 доларів).

Після того, як обраний тип АКБ, його виробник, визначені основні і додаткові експлуатаційні характеристики, необхідно знову повернутися до головного показника – необхідної ємності. І розрахувати її, грунтуючись на очікуваному споживанні електроенергії та з урахуванням декількох важливих нюансів.

Розрахунок ємності акумулятора для сонячної батареї

1. Автономна система

Припустимо, домашня сонячна електростанція буде забезпечувати енергією такі пристрої:

№ н/п Тип пристрою Потужність, Вт К-сть пристроїв Загальна потужність, Вт
1 TV 120 1 120
2 Комп’ютер 180 1 180
3 Холодильник 20 1 20
4 LED-лампи освітлення 10 3 30

Підсумкова потужність складе 120 + 180 + 20 + 30 = 350 Вт

Далі припустимо, що планована сонячна електростанція буде автономною, і в нічний час зобов’язана буде постачати енергію перерахованих пристроїв протягом 8 годин. Перемножуємо питому потужність на час і отримуємо: 350 Вт x 8 ч. = 2800 Вт * год.

Але для автономних систем розрахунок максимальної місткості потрібно робити, виходячи з характеристик накопичувачів. Для АКБ на літієвій основі отриманого номіналу буде досить. Для гелієвих варіантів краще виходити з 50% розряду. Для дешевих свинцево-рідинних накопичувачів – з 30%, для продовження їх терміну служби.

2. Система аварійного живлення.

Найкращі акумулятори для сонячних батарей, як свідчать відгуки – літієві, але ми розглянемо бюджетний варіант, з АКБ на свинцевій основі. Оскільки його завдання – забезпечити енергією будинок при аварійному відключенні електрики в традиційній мережі, приймемо число таких відключень рівним 12 в рік, а кожен випадок розряду за 100%.
Для «свинцю» повна розрядка небажана, але навіть AGM недорогих моделей гарантує 200 циклів працездатності. При таких початкових умовах термін його функціонування складе 200/12 = 16 років 7 місяців, що явно більше анонсованого терміну служби акумуляторів даного типу в 10 років. Отже, в надлишкової ємності джерела аварійного живлення (розраховуючи, наприклад, на розряд в 50%) немає потреби.

3. Додаткові умови.

Припустимо, перед нами стоїть завдання, як вибрати акумулятор для сонячної батареї опалення.
При потужності котла з насосом в 50 Вт і можливості забезпечення його аварійної роботи протягом доби (при відключенні електрики в результаті серйозної аварії) знадобиться запас енергії в 50 Вт * 24 години = 1200 Вт. Додамо сюди необхідність забезпечення інших пристроїв в будинку з першого прикладу. У підсумку одержати 1200 + 2800 = 4000 Вт.

До такої батареї обов’язково підключається інвертор SMA, середні втрати якого 5%. Сумарна потужність збільшиться до 4000 + 5% = 4200 Вт * год. Якщо у нас сонячна батарея для зарядки акумулятора 12в, то буде потрібно загальний номінал 4200/12 = 350 А * год, або 3 батареї ємністю по 120 А * год.

Відповідно, при збільшенні напруги обернено пропорційно зміниться і необхідна ємність. Тобто сонячна батарея для зарядки акумулятора 24в потребують тільки 175 А * год номіналу.

Крім текстової інформації і наочних цифрових розрахунків, при виборі АКБ можна орієнтуватися і на численні відео ролики. Особливо актуально це в тих випадках, коли планується самостійна збірка домашньої сонячної електростанції. А, значить, і підключення ряду акумуляторів для сонячних батарей, що з’єднуються послідовно, паралельно або по гібридної схемою. Помилка при складанні може вивести з ладу всю систему, і при відсутності впевненості у власних силах краще звертатися до професіоналів.

Ціна на акумулятори для сонячних батарей в Україні

Вартість АКБ прямо залежить від їх типу:

Свинцеві AGM:

  • на 50 Вт пропонуються за 1700 – 2000 грн .;
  • 100 Вт – 2500 – 2700 грн .;
  • 200 Вт – 4000 грн .;
  • 250 Вт – 5000 грн .;
  • 400 Вт – 7000 грн .;
  • 500 Вт – 8500 грн .;
  • 1 кВт – 13000 грн .

На акумулятори для сонячних панелей літій-іонного типу ціна вище:

  • LiFePO4 на 2,5 кВт – 40 000 – 80 000 грн .;
  • LiFePO4 на 5 кВт – 150 000 грн .;
  • LiFePO4 на 7,5 кВт – 200 000 грн .;
  • LiFePO4 на 10 кВт – 275 000 грн.

Які панелі вигідні сьогодні?

Крім вибору АКБ, ще більш важливим є вибір найбільш ефективних панелей. В умовах слабкої освітленості і проблем з розміщенням фотоелементів під прямим кутом до сонця – сонячні батареї на кадмій-телуровій основі (Cd-Te) від «First Solar» (США) ідеальний вихід із ситуації. В Україні їх офіційний представник – компанія Green Tech Trade.
На сайті компанії можна ознайомитися з продукцією, а також безкоштовно розрахувати вартість СЕС заданої потужності.
Також компанія проводить екскурсії на свою власну сонячну електростанцію – демонстраційний майданчик First Solar в селі Могутнє Кіровоградської області.