Аккумуляторы на солнечных батареях

Данный калькулятор предназначен для оценки выработки электрической энергии солнечными батареями.

Для каждой точки местности России, мы собрали данные по инсоляции с точностью 0,1 градуса по широте и долготе. Данные были любезно предоставлены сервисом NASA где история измерений ведется с 1984 года.
Для использования нашего калькулятора выберите местоположение вашей солнечной электростанции передвигая метку по карте или воспользуйтесь полем поиска на карте. Наш калькулятор работает только по территории России.
1. Если вы знаете какие солнечные батареи вы будете использовать, или они уже установлены в вашей солнечной станции — выберите солнечные батареи нужной мощности и их количество.
2. Укажите угол наклона вашей крыши, место установки. Также наш калькулятор автоматически показывает оптимальный угол наклона солнечной батареи для выбранной точки местности. Угол показывается для зимы, оптимальный — средний для всего года, для лета. Это особенно важно если вы только планируете установку солнечной станции и при ее строительстве сможете указать строителям необходимый угол для монтажа СБ.
Если например вы планируете установить солнечные батареи на крышу вашего дома и угол установки предопределен конструкцией, просто укажите его в поле ввода произвольного угла.
Наш калькулятор будет вести расчет учитывая угол вашей крыши.
3. Очень важно правильно оценивать мощность потребителей электроэнергии вашей солнечной станции при подборе необходимого количества солнечных батарей.
В калькуляторе нагрузок для солнечной электростанции выберите электроприборы которые вы будете использовать, задайте их количество и мощность в ваттах, а также примерно время использования в сутки.

Например для небольшого дома выбираем:

• Электролампа — 3шт мощностью 50Вт каждая, работают 6 часов в сутки — итого 0,9 кВт часов/сутки.
• Телевизор — 1шт мощностью 150Вт, работает 4 часа в сутки — итого 0,6 кВт часов/сутки.
• Холодильник — 1шт мощностью 200Вт, работает 6 часов в сутки — итого 1,2 кВт часов/сутки.
• Компьютер — 1шт мощностью 350Вт, работает 3 часа в сутки — итого 1,05 кВт часов/сутки.

Телевизор современный с плоским экраном, светодиодный потребляет от 100 до 200 Вт, холодильник, в нем работает компрессор и работает не постоянно, а тогда когда нужен холод, т.е. чем чаще вы открываете дверь холодильника, тем больше электричества он съест. Обычно холодильник работает 6 часов в сутках, остальное время отдыхает. Компьютер например вы используете в среднем 3 часа в сутки.
При заданных условиях потребления вы получите необходимую мощность для электропитания ваших электроприборов.
Для нашего примера суммарное потребление электроприборов в сутки составит 3,75 кВт*час в сутки.

Давайте подберем необходимое количество солнечных панелей для нашего примера, в регионе Санкт-Петербург:

Возьмем солнечные модули 250Вт, установим оптимальный угол наклона предложенный программой равный 60 градусов.
Увеличивая количество солнечных батарей мы увидим, что при установке 3х солнечных модулей 250Вт потребление наших электроприборов 3,75 кВт час сутки начинает перекрываться на графике выработке уже с апреля по сентябрь, что достаточно для тех людей которые например пребывают на даче летом.
Если вы хотите эксплуатировать СБ круглогодично, то вам понадобится минимум 6 солнечных модулей по 250Вт, а лучше 9шт. Учтите также, что зимой с ноября по середину января в Питере солнца скорее нет, чем оно есть. И в данное время года вы будете использовать бензо-дизель генератор для подзарядки аккумуляторов.
Под графиком выработки находится сводная таблица с числовыми данными о выработке солнечной электростанции в удобном числовом виде.

Заполните форму ниже, отправьте нам данные своего расчета и получите коммерческое предложение для вашей солнечной электростанции.

Расчет солнечной электростанции с помощью калькулятора носит предварительный характер. Каждый объект является индивидуальным, для формирования окончательного предложения под «ключ» с учетом монтажа и технико-экономического обоснования мы рекомендуем провести консультацию с нашими специалистами по телефону или заказать выезд инженера к вам. По итогам общения наши специалисты подготовят и предоставят комплексное предложение по стоимости и монтажу вашей солнечной электростанции.
Для того, чтобы наши менеджеры смогли подготовить для Вас предварительные расчеты по стоимости оборудования и монтажу, отправьте нам данные своего расчета. Если информации будет недостаточно, наш специалист свяжется с Вами для уточнения.

Мощность инвертора и потери в нем

Теперь что касается инвертора, он тоже имеет свой КПД а это порядка 75-90%, т.е. все полученные величины выработки энергии и запаса можно относить к этим процентам. В итоге лучше брать двойной запас емкости для аккумуляторов, Так при потреблении 2400Вт.ч за ночь, устанавливать 4 АКБ емкостью 100А.ч. 100А*12В*4 = 4800Вт.ч. Мощность инвертора показывает номинальную нагрузку которую можно подключить к нему, т.е количество и тип бытовых приборов.

В Итоге получаем солнечную электростанцию на 2,5кВт:

Итого 113 тыс. руб. за комплект оборудования.

Мощность бытовых приборов, потребление электроэнергии

Теперь что касается потребителей и их мощности, приведем основные из них:

• Телевизор Led – 50-150Вт.
• Холодильник класса А – 100-300Вт. (только во время работы компрессора)
• Ноутбук – 20-50Вт
• Лампа энергосберегающая – 30Вт, Светодиодная 3-9Вт
• Котел настенный (электроника + встроенный насос) – 70-130Вт.
• Роутер – 10-20Вт.
• Кондиционер 9 – 700-900Вт.
• Эл. Чайник – 1500Вт.
• Микроволновка – 500-700Вт.
• Стиральная машина – 600 – 900Вт.
• Видеорегистратор + 4 камеры – 30-50Вт.

Все мощности указаны в час работы прибора, стоит учитывать, что большинство приборов работают непродолжительное время, чайник подогрев – 5мин, холодильник включается раз в 2-3 часа на час для поддержания темп. Насос котла тоже работает по мере поддержания температуры теплоносителя. Так же можно рассчитать и другие приборы по этому принципу.

Источники бесперебойного питания (ИБП) или аккумуляторы для солнечных батарей позволяют обеспечить объект (жилой дом или промышленное здание) электричеством в течение некоторого периода времени. Аккумулятор для солнечной батареи выступает посредником в получении электрической энергии конечными потребителями.

Применение аккумуляторов для солнечных батарей позволяет сохранять излишки солнечной энергии, вырабатываемые гелиоустановкой в дневное время, позволяя использовать их вечером, когда потребление электроэнергии максимально. Аккумуляторы заряжаются рабочими токами солнечных батарей, что позволяет им не испытывать чрезмерных кратковременных нагрузок.

Аккумулятор для солнечных батарей – этой прибор многократного использования, обладающий возможностью обратного выполнения химических процессов. Проведение многократных циклов зарядки подразумевает пропускание электрических токов в направлении обратном движению элементарных частиц при заряде.

Аккумуляторы обладают такими эксплуатационными характеристиками как:

• плотность энергии;
• емкость;
• саморазряд;
• тип прибора;
• атмосферные и температурные режимы.

Выбирая аккумулятор необходимо исходить из таких параметров, как химический состав аккумулятора, емкость и выходное напряжение.

Применение аккумуляторов для солнечных батарей

1. в работе источников бесперебойного питания;
2. в системах видеонаблюдения и охраны;
3. в работе солнечных электростанций;
4. в бытовом использовании.

Типы аккумуляторов для солнечных батарей

Главной характеристикой любого накопителя является тип используемого в нем рабочего вещества. По данному параметру они делятся на пять основных видов (включая разновидности).

1. Кислотные аккумуляторы для солнечных батарей

Принято различать три подкласса АКБ:

• Автомобильные варианты. Функционируют нестабильно. В силу особенностей работы СЭС, классическая жидкая кислотная система будет недолговечной (максимум – 50 циклов), и потому ее использование для домашних электростанций не рекомендуется.
• Накопители OPzS. Их конструктивная особенность – трубчатый анод, способный в несколько раз увеличить количество циклов «зарядка / разрядка». Главный недостаток – высокая цена в сравнении с классической автомобильной АКБ.
• AGM. Получили свое название из-за заливки электролита в адсорбирующие стеклопакеты. Преимущества: возможность монтажа в любых положениях, малое время на подзарядку при высоком уровне заряда, стабильность работы в плохо вентилируемых помещениях, нечувствительность к неполной зарядке, невысокая стоимость. Недостатки: сокращенный диапазон приемлемых температур (15 до 25°С), небольшой срок службы (до 5, редко – до 10 лет), выход из строя при превышении 100% допустимого заряда. Число циклов разрядки для стандартных моделей – 200 (полный разряд), 350 (половинный), 800 (при разрядке на треть).

2. Щелочные аккумуляторы для солнечных батарей

Вполне приемлемыми эксплуатационными характеристиками обладают щелочные модели. Они хорошо переносят глубокие разряды в широком диапазоне значений, длительный срок службы (до 20 лет), достаточно велики по габаритам и имеют «эффект памяти». К недостаткам следует отнести частичную утрату емкости в случае неполной разрядки.

3. Гелевые аккумуляторы для солнечных батарей

Электролит в GEL-накопителях представляет собой желеобразную массу, что защищает АКБ от протеканий, свинцовые пластины – от осыпания, и гарантирует отсутствие испарение ядовитых веществ. В сравнении с AGM варианты с гелем дороже, но на 50-70% эффективнее: количество циклов – 350 (полный разряд), 550 (половинный), 1200 (при разрядке на треть).
Дополнительное преимущество – способность без ущерба для работоспособности находиться в полностью разряженном состоянии до 3-5 суток.
Таким образом, на вопрос какие АКБ лучше для СЭС, правильным ответом будет GEL. С учетом срока полной эксплуатации СЭС около 20 лет необходимость редкой смены накопителей окупает затраты на них быстрее, чем приобретение дешевых вариантов.

4. Литиевые аккумуляторы для солнечных батарей

Более современным типом являются АКБ на основе лития. Их высокая, в сравнении со свинцовыми АКБ, стоимость полностью окупается следующим рядом достоинств:

• масса – в 3-4 раза меньше;
• плотность энергии – больше почти в 3 раза;
• удельная энергетика – выше в 4 раза;
• число циклов «зарядка / разрядка» — от 3000 до 6000 (полный разряд);
• диапазон температур – шире в 5 раз;
• срок службы – до 20 лет;
• экологическая безопасность при эксплуатации – полная.

5. Литий-ионные аккумуляторы для солнечных батарей

Наиболее популярный вид АКБ на литиевой базе. Оптимальный для гелио-инверторов.
ТОП производители: Powerbank (Tesla), LG Chem и др.
ТОП разновидности добавок: LiFePO4 – железо и фосфаты, а также оксиды LiNiCoAlO2 – никеля, LiCoO2 –кобальта, LiMn2O4 – марганца, LiNiMnCoO2 – цинка, Li4Ti5O12 – титана.

Возможности подключения и комбинирования АКБ

То, сколько аккумуляторов нужно для конкретной солнечной батареи, будет зависеть от максимального планируемого объема накапливаемой мощности (емкости). Достаточно скомбинировать необходимое количество АКБ с последовательной, параллельной или смешанной системой подключения. Однако для схемы с несколькими накопителями настоятельно рекомендуется использовать оборудование с идентичными параметрами, от одного производителя, а также обязательный контроллер заряда аккумулятора для солнечной батареи – поскольку без автоматического контроля зарядки и разрядки любая аккумуляторная система быстро выйдет из строя.

Важно! При взаимном подключении элементов обязательно нужно соблюдать правильное соединение знаков «+» и «–» соответствующих клемм. При отсутствии уверенности в знании схемы лучше обратиться к специалистам.

Правила эксплуатации АКБ

Обслуживаемые аккумуляторные батареи при работе выделяют газы, поэтому ставить их в жилых помещениях запрещено и нужно оборудовать отдельную комнату с активной вентиляцией.

Уровень электролита и глубину заряда нужно постоянно контролировать во избежание выхода АКБ из строя.

При круглогодичной эксплуатации во избежание глубокого разряда аккумуляторов в пасмурные дни необходимо предусмотреть возможность их подзарядки от внешних источников — сети или генератора. Многие модели инверторов могут реализовать такое переключение в автоматическом режиме.

Обзор моделей

Примером служат распространенные варианты аккумуляторов разных типов:

1. Delta GX 12-12 – гелевый прибор. Его главные параметры: емкость – 12 А*ч, напряжение – 12 В, средний период эксплуатации – 10 лет.
2. MNB ММ 200-12. Емкость батареи – 200 А*ч, напряжение – 12 В. Это аккумулятор типа AGM. Средний период эксплуатации – 12 лет.
3. Литий-ионный АКБ LT-LYP200. Емкость – 200 А*ч, номинальное напряжение – 3,2 В.

Цена на аккумуляторы для солнечных батарей в Украине

Стоимость АКБ прямо зависит от их типа:

Свинцовые AGM:

На аккумуляторы для солнечных панелей литий-ионного типа цена выше:

• 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.

Какие панели выгодные сегодня?

Как и в любой электронике и технике – срок службы любого АКБ во многом зависит от правильности его применения. Но помимо этого элемента системы, для СЭС, еще более важным является выбор наиболее эффективных панелей. Сейчас таковыми – особенно в условиях слабой освещенности и невозможности размещения фотоэлементов под прямым углом к солнцу – являются батареи на кадмий-теллуровой основе (Cd-Te) от «First Solar» (США). В Украине их официальный представитель – компания Green Tech Trade.
На сайте компании можно ознакомиться с продукцией, а также бесплатно рассчитать стоимость СЭС заданной мощности.
Также компания проводит экскурсии на свою собственную гелиоэлектростанцию – демонстрационную площадку First Solar в селе Могутнее Кировоградской области.