Loading...

ЯКА БАТАРЕЯ КРАЩЕ ДЛЯ АВТОНОМНОЇ ЕНЕРГОСИСТЕМИ – ЛИТІЄВА ЧИ СВИНЦЕВА?

Статті
07.12.2023
ЯКА БАТАРЕЯ КРАЩЕ ДЛЯ АВТОНОМНОЇ ЕНЕРГОСИСТЕМИ – ЛИТІЄВА ЧИ СВИНЦЕВА?

Навіщо сонячним панелям потрібні акумулятори?

Малі приватні сонячні електростанції встановлюють не лише для того, щоб заощадити на оплаті послуг енергетичних компаній. Друга мета – забезпечити живлення пристроїв, що підтримують життєдіяльність, якщо є ризик перебоїв із електрикою у спільних мережах. У цьому випадку сонячні панелі працюють в автономному режимі і виникає потреба збереження енергії для споживання в нічний час. Встановлені акумулятори дають таку можливість, але їх потрібно правильно вибирати.

Промисловість випускає багато різновидів акумуляторних батарей. Вони відрізняються за типом електроліту, потужністю, ємністю та габаритами. Основні типи:

  • кислотні
  • лужні
  • гелеві
  • літієві

Найпоширеніші – свинцево-кислотні акумулятори. Від їх винаходу технологія постійно вдосконалювалася, в наш час їх ефективність та відносна безпека експлуатації значно кращі за перші зразки. Розрізняють три різновиди кислотних батарей для збереження енергії:


  1. Кислотні – свинцеві пластини занурено у ємності із сірчаною кислотою. Діапазон робочих температур від -10° до +40°С, але оптимальний у межах 15 – 25°С, вже за «нуля» неможливо зарядити. Великий показник саморозряду – 1% на добу. Запас працездатності – від 300 до 800 циклів заряду/розряду. Кислота випаровується, треба доливати. Випари шкідливі;
  2. AGM – також з використанням рідкої кислоти, але її «заховані» в адсорбуючій матеріалі зі скловолокна. Збільшена до -30°С морозостійкість. Найкраще витримують вібрацію. Середня кількість робочих циклів від 500 до 4000 (залежно від марки та виробника). Герметичні, але мають клапани для зниження аварійного тиску. Чи не вимагають обслуговування;
  3. Гелеві (GEL або VRLA) – кислота у складі кремнієвого гелю. Герметичні, легші і менші за габаритами від інших різновидів кислотних акумуляторів. З переваг – менші показники саморозряду та більше циклів, рівномірно віддають накопичений заряд. З недоліків – найдорожчі з кислотних батарей, що довше заряджаються, чутливі до коливання напруги в мережі (що вимагають стабілізаторів та контролю максимального заряду).

У лужних акумуляторах сірчану кислоту замінив розчин або гель гідроксиду калію, а свинцеві пластини – цинк та марганець. Вони краще працюють за низьких температур, ніж кислотні. Лужні батареї не бояться повного розряду. Втрата заряду в режимі зберігання при кімнатній температурі – 10% на рік. Але недоліком є великий внутрішній опір і чутливість до збільшення сили струму - гріються і дуже просідає напруга. Тому використовуються у низькострумних системах із короткочасною роботою.

Тому якщо вибирати акумулятор для збереження енергії, отриманої від сонячної електростанції, із кислотних батарей – зупиніться на AGM або VRLA. Але ми рекомендуємо звернути увагу на зовсім інший тип літій-іонних акумуляторів. Замість хімічно активного металевого літію у них використовують його солі. Поки що вперше на клемах акумулятора не подали напругу – батарея має нульовий заряд. Після першого заряджання літієві акумулятори можуть бути до 10000 циклів без потреби в обслуговуванні.

Перевага №1. Вага та розмір набагато менші

Одна з переваг літій-іонних акумуляторів перед кислотними – їх габарити та вага набагато менші порівняно з популярними AGM або VRLA. Тому літій – найлегший метал на Землі, і в складі батареї немає води.

Для порівняння, візьмемо сонячну електростанцію потужністю 2,5 кВт. Для зберігання енергії, що виробляється нею, потрібні такі параметри акумуляторів:

  • Місткість - 100 А / год
  • Напруга – 12 В

Потрібні показники мають батареї (вибірка випадкова):

  1. Challenger A12FT - 100 (виробник Challenger, Китай). Тип: AGM.

Габарити, мм: 293 х 410 х 110

Вага – 29 кг

      2.LogicPower LPM-GL 12V 100AH (виробник LogicPower, Китай). Тип: гелеві.

Габарити, мм: 235 х 331 х 173

Вага – 32 кг

      3.Victron iFePO4 Battery 12,8V/100Ah (виробник Victron Energy, Нідерланди). Тип: літій-залізо-фосфатні.

Габарити, мм: 249 х 293 х 168

Вага – 18 кг

Якщо за розмірами відмінність на користь літієвих помітна не дуже (але вона є), то вага впадає у вічі відразу.

Перевага №2. Тривалий термін служби

Довгий термін роботи літій-іонних акумуляторів – наслідок більшої кількості циклів заряду/розряду, порівняно з будь-якими іншими типами батарей. Якщо у звичайних кислотних він обмежений 500 циклами, то у літієвих це мінімальна межа. За умови дотримання умов експлуатації вони служитимуть стільки ж, скільки монокристалічні сонячні панелі – до 20 років.

Літій-іонні акумулятори різних виробників можуть працювати в діапазоні температур від 20 морозу до 60 спеки. Іноді нижня межа досягає мінус 40 за Цельсієм. Але стабільна робота на тривалий термін гарантована за кімнатної температури, тому їх встановлюють у приміщеннях. Ще один плюс: літій-іонні батареї герметичні, тому в процесі експлуатації екологічно чисті. Хоча потребують спеціалізованої утилізації після закінчення терміну служби – але й будь-які інші батарейки не можна просто так викидати на смітник.

Перевага №3. Захист від перевантаження та екстремальних температур

Незалежно від типу акумулятори чутливі до надмірного заряду та розряду. Але встановлювати контрольні прилади на дешеві акумулятори кислотно економічно невигідно. Якщо надмірно зарядити кислотну батарею - електроліт закипить, відбудеться викид парів сірчаної кислоти і сам акумулятор буде виведено з ладу. Якщо занадто розрядити, уникайте хімічних загроз, але працювати обладнання вже не буде.

А ось для літій-іонних батарей захисна опція обов'язкова, тому що при перевищенні допустимого заряду може статися розгерметизація, пожежа та вибух. Тому виробники продають акумуляторні батареї літій-іонного типу із вбудованими запобіжниками. При відхиленні в будь-який бік параметрів електрична схема розривається. Так, це може вимкнути живлення важливих приладів у будинку, але вбереже від набагато більших неприємностей, ніж відсутність світла та тепла.


З міркувань безпеки також слід уникати механічних пошкоджень корпусу літій-іонних акумуляторів. Встановлювати їх можна в будь-якому положенні, тому що рідини в них не міститься. Але не навантажуйте зверху щось важке, не залишайте біля опалювальних приладів і не лийте воду на клеми. Корпус зазвичай із пластику, тому помірної вологи в повітрі не боїться.

Вибір акумуляторів для бюджетних та дорогих сонячних електростанцій

Головним недоліком літій-іонних акумуляторів залишається їхня висока вартість. Але якщо порахувати, скільки разів за термін роботи сонячної електростанції з якісних монокристалічних панелей господареві доведеться міняти AGM або гелеві батареї, то один раз встановити дорогі та забути про регламентні витрати – гарне рішення.

А ось для бюджетних систем автономного енергозабезпечення з малим терміном служби популярні та перевірені кислотні батареї поки що залишаються найкращим вибором. У будь-якому випадку перед покупкою окремих комплектуючих або повної сонячної електростанції проконсультуйтеся з професіоналами нашої компанії.