КАКАЯ БАТАРЕЯ ЛУЧШЕ ДЛЯ АВТОНОМНОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ – ЛИТИЕВАЯ ИЛИ СВИНЦОВАЯ?

Для чего солнечным панелям нужны аккумуляторы?

Малые частные солнечные электростанции устанавливают не только для того, чтобы сэкономить на оплате услуг энергетических компаний. Вторая цель – обеспечить питание устройств, поддерживающих жизнедеятельность, если есть риск перебоев с электричеством в общих сетях. В этом случае солнечные панели работают в автономном режиме, и возникает потребность сохранения энергии для потребления в ночное время. Установлены аккумуляторы дают такую возможность, но их нужно выбирать правильно.

Промышленность выпускает много разновидностей аккумуляторных батарей. Они отличаются по типу электролита, мощностью, емкостью и габаритами. Основные типы:

• кислотные
• щелочные
• гелевые
• литиевые

Самые распространенные – свинцово-кислотные аккумуляторы. От их изобретения технология постоянно совершенствовалась, в наше время их эффективность и относительная безопасность эксплуатации значительно лучше первые образцы. Различают три разновидности кислотных батарей для сохранения энергии:

1. Кислотные – свинцовые пластины погружено в емкости с серной кислотой. Диапазон рабочих температур от -10 ° до + 40 ° С, но оптимальный в пределах 15 – 25 ° С, уже при «нуле» невозможно зарядить. Большой показатель саморазряда – 1% в сутки. Запас работоспособности – от 300 до 800 циклов заряда / разряда. Кислота испаряется, нужно доливать. Испарения вредны;
2. AGM – также с использованием жидкой кислоты, но ее «спрятаны» в адсорбирующее материале из стекловолокна. Увеличена до -30 ° С морозостойкость. Лучше выдерживают вибрацию. Среднее количество рабочих циклов от 500 до 4000 (в зависимости от марки и производителя). Герметичные, но имеют клапаны для аварийного снижения давления. Не требуют обслуживания;
3. Гелевые (GEL или VRLA) – кислота в составе кремниевого геля. Герметичные, легче и меньше по габаритам от других разновидностей кислотных аккумуляторов. Из преимуществ – меньшие показатели саморазряда и большее количество циклов, равномерно отдают накопленный заряд. Из недостатков – самые дорогие из кислотных батарей, дольше заряжаются, чувствительны к колебания напряжения в сети (требующие стабилизаторов и контроля максимальной заряда).

В щелочных аккумуляторах серную кислоту заменил раствор или гель гидроксида калия, а свинцовые пластины – цинк и марганец. Они лучше работают при низких температурах, чем кислотные. Щелочные батареи не боятся полного разряда. Потеря заряда в режиме хранения при комнатной температуре – 10% в год. Но недостатком является большое внутреннее сопротивление и чувствительность к увеличению силы тока – греются и очень «проседает» напряжение. Поэтому используются в низькострумних системах с кратковременной работой.

Поэтому если выбирать для сохранения энергии, полученной от солнечной электростанции, с кислотных батарей – остановитесь на AGM или VRLA. Но мы рекомендуем обратить внимание на совсем другой тип, литий-ионные аккумуляторы. Вместо химически активного металлического лития в них используют его соли. Пока впервые на клеммах аккумулятора не подали напряжение – батарея имеет нулевой заряд. После первого заряжания литиевые аккумуляторы могут служить до 10000 циклов без потребности в обслуживании.

Преимущество №1. Вес и размер намного меньше

Одно из преимуществ литий-ионных аккумуляторов перед кислотными – их габариты и вес намного меньше по сравнению с популярными AGM или VRLA. Потому литий самый легкий металл на Земле, и в составе батареи нет воды.

Для сравнения возьмем солнечную электростанцию мощностью 2,5 кВт. Для хранения производимой ею энергии нужны такие параметры аккумуляторов:
Емкость – 100 А / час
Напряжение – 12 В
Нужны показатели имеют батареи (выборка случайная):

1. Challenger A12FT – 100 (производитель Challenger, Китай). Тип: AGM.
   Габариты, мм: 293 х 410 х 110
   Вес – 29 кг
2. LogicPower LPM-GL 12V 100AH (производитель LogicPower, Китай). Тип: гелевые.
   Габариты, мм: 235 х 331 х 173
   Вес – 32 кг
3. Victron iFePO4 Battery 12,8V / 100Ah (производитель Victron Energy, Нидерланды). Тип: литий-железо-фосфатные.
   Габариты, мм: 249 х 293 х 168
   Вес – 18 кг

Если по размерам отличие в пользу литиевых заметна не очень (но она есть), то вес бросается в глаза сразу.

Преимущество №2. Длительный срок службы

Долгий срок работы литий-ионных аккумуляторов – следствие большего количества циклов заряда / разряда по сравнению с любыми другими типами батарей. Если в обычных кислотных он ограничен 500 циклами, то в литиевых это минимальный предел. При соблюдении условий эксплуатации они будут служить столько же, сколько монокристаллические солнечные панели – до 20 лет.

Литий-ионные аккумуляторы разных производителей могут работать в диапазоне температур от 20 мороза до 60 жары. Иногда нижняя граница достигает минус 40 по Цельсию. Но стабильная работа на долгий срок гарантирована при комнатной температуре, поэтому их устанавливают в помещениях. Еще один плюс: литий-ионные батареи герметичны, поэтому в процессе эксплуатации экологически чистые. Хотя нуждаются в специализированной утилизации после окончания срока службы – но и любые другие батарейки нельзя просто так выбрасывать на помойку.

Преимущество №3. Защита от перегрузки и экстремальных температур

Независимо от типа аккумуляторы чувствительны к чрезмерному заряда и разряда. Но устанавливать контрольные приборы на дешевые кислотные аккумуляторы экономически невыгодно. Если чрезмерно зарядить кислотную батарею – электролит закипит, произойдет выброс паров серной кислоты и сам аккумулятор будет выведен из строя. Если слишком разрядить, химических угроз избежите, но работать оборудование уже не будет.

А вот для литий-ионных батарей защитная опция обязательна, так как при превышении допустимого заряда может произойти разгерметизация, пожар и взрыв. Поэтому производители продают аккумуляторные батареи литий-ионного типа со встроенными предохранителями. При отклонении в любую сторону от параметров электрическая схема разрывается. Да, это может выключить питание важных приборов в доме, но убережет от гораздо больших неприятностей, чем отсутствие света и тепла.

Из соображений безопасности также надо избегать механических повреждений корпуса литий-ионных аккумуляторов. Устанавливать их можно в любом положении, так как жидкости в них не содержится. Но не нагружайте сверху что-то тяжелое, не оставляйте возле отопительных приборов и не лейте на клеммы воду. Корпус обычно из пластика, поэтому умеренной влаги в воздухе не боится.

Выбор аккумуляторов для бюджетных и дорогих солнечных электростанций

Главным недостатком литий-ионных аккумуляторов остается их высокая стоимость. Но если посчитать, сколько раз за срок работы солнечной электростанции из качественных монокристаллических панелей хозяину придется менять AGM или гелевые батареи, то один раз установить дорогие и забыть о регламентных расходы – хорошее решение.

А вот для бюджетных систем автономного энергообеспечения с малым сроком службы популярные и проверенные кислотные батареи пока остаются лучшим выбором. В любом случае, перед покупкой отдельных комплектующих или полной солнечной электростанции проконсультируйтесь с профессионалами нашей компании.