Baterias alkalinas
A diferencia de las ácidas, las baterías alcalinas hacen un excelente trabajo con descarga profunda y son capaces de suministrar corrientes durante mucho tiempo a aproximadamente 1/10 de la capacidad de la batería. Además, se recomienda encarecidamente descargar las baterías alcalinas por completo para que no se produzca el llamado "efecto memoria", que reduce la capacidad de la batería en la cantidad de carga "no seleccionada".
En comparación con las ácidas, las baterías alcalinas tienen una vida útil significativa (20 años o más), proporcionan un voltaje estable durante el proceso de descarga, también pueden ser reparadas (inundadas) y desatendidas (selladas) y, al parecer, simplemente se crean para energía solar. De hecho, no, porque no son capaces de cargar con las débiles corrientes que generan los paneles solares. Una corriente débil fluye libremente a través de la batería alcalina sin llenar la batería. Por lo tanto, lamentablemente, la gran cantidad de baterías alcalinas en los sistemas de energía autónomos es para servir como un "banco" para los generadores diesel, donde este tipo de almacenamiento es simplemente insustituible.
Tipos de pilas
Hay varios tipos de baterías que se pueden ver hoy en el mercado ruso.
Gel
Uno de los tipos más comunes de baterías, utilizado activamente para la disposición de sistemas de suministro de energía autónomos. Su composición química incluye plomo y ácido sulfúrico de consistencia de gel. El ácido sulfúrico actúa como electrolito conductor. El hecho de que esté incrustado en una batería en forma de gel hace que el proceso de recombinación sea más eficiente y rápido. Las baterías de gel tienen una vida útil promedio de 5-8 años.
Plomo-ácido
Esta batería no es muy diferente de una batería de gel. A menos que un dispositivo de este tipo contenga un ácido de consistencia líquida, lo que debilita un poco su rendimiento. La vida útil de una batería de plomo-ácido es relativamente corta: de 2 a 4 años. Estas baterías se utilizan en la industria automotriz.
AMG
La batería AMG contiene el mismo plomo y ácido sulfúrico. La diferencia con otros dispositivos es la fabricación. Para el contenido de ácido sulfúrico en una batería de este tipo, se retira un recipiente absorbente especial hecho de los más finos hilos de vidrio. El material se llama esterilla de vidrio. Las baterías AMG son similares en sus características a las baterías de gel y duran aproximadamente 5-8 años.
Alcalino
Las pilas alcalinas siempre contienen níquel. El segundo elemento químico puede ser hierro o cadmio. Se denominan alcalinos debido al electrolito utilizado: álcali. Las baterías de hierro-níquel y cadmio-níquel tienen la ventaja de poder soportar cargas continuas pesadas y un funcionamiento obsceno con una vida útil impresionante de 15 años, y la desventaja es la necesidad de mantenimiento adicional (recarga de agua, electrolito, etc.) . Dichos dispositivos tienen un voltaje bajo: 2V. Por tanto, para su uso en sistemas de potencia autónomos, se completan en varias piezas en monobloques o una batería. Durante el funcionamiento, estos dispositivos liberan álcali. Por razones de seguridad, se recomienda que las baterías alcalinas se proporcionen en una habitación separada y ventilada. Los dispositivos son adecuados para la conexión a sistemas autónomos.
Ion de litio
Estas baterías contienen litio. Con una vida útil de unos 10 años, tiene un coste elevado. Dado que los sistemas independientes están diseñados para ahorrar dinero, rara vez se compran baterías de iones de litio para ellos. Aunque estos son algunos de los dispositivos más potentes.Las baterías de iones de litio soportan cargas pesadas y descargas profundas frecuentes.
Si desea comprar una batería en Krasnodar, puede elegir cualquier tipo. Disponemos de una gran selección de modelos en nuestro almacén. Para obtener consejos sobre cómo elegir una batería, comuníquese con. El conocimiento y la rica experiencia de nuestros especialistas en el campo de los sistemas solares autónomos le permitirán realizar la compra correcta y rentable.
Baterías de iones de litio
Las baterías de este tipo tienen una "química" fundamentalmente diferente a las baterías para tabletas y computadoras portátiles, y utilizan la reacción de fosfato de hierro y litio (LiFePo4). Se cargan muy rápidamente, pueden dar hasta el 80% de la carga, no pierden capacidad debido a una carga incompleta o un almacenamiento prolongado en un estado descargado. Las baterías soportan 3000 ciclos, tienen una vida útil de hasta 20 años y también se producen en Rusia. Los más caros de todos, pero en comparación con, por ejemplo, los ácidos, tienen el doble de capacidad por unidad de peso, es decir, necesitarán la mitad.
Principales características técnicas de la batería.
Las características y requisitos de las baterías se determinan en función de las características del funcionamiento de la propia planta de energía solar.
Las baterías deben:
- estar diseñado para una gran cantidad de ciclos de carga y descarga sin una pérdida significativa de capacidad;
- tener una baja autodescarga;
- mantener el rendimiento a bajas y altas temperaturas.
Se considera que las características clave son:
- capacidad de la batería;
- carga completa y tasa de descarga permitida;
- condiciones y vida útil;
- peso y dimensiones.
Cómo calcular y elegir la batería adecuada
Los cálculos se basan en fórmulas simples y tolerancias para las pérdidas que surgen en un sistema de suministro de energía autónomo.
El suministro mínimo de energía en las baterías debe proporcionar la carga en la oscuridad. Si desde el anochecer hasta el amanecer el consumo total de energía es de 3 kWh, entonces el banco de baterías debe tener dicha reserva.
El suministro energético óptimo debe cubrir las necesidades diarias de la instalación. Si la carga es de 10 kW / h, entonces un banco con tal capacidad le permitirá "sentarse" 1 día nublado sin ningún problema, y en un clima soleado no se descargará más del 20-25%, lo cual es óptimo. para baterías ácidas y no conduce a su degradación.
Aquí no consideramos la potencia de los paneles solares y lo tomamos por el hecho de que pueden proporcionar tal carga a las baterías. Es decir, estamos construyendo cálculos para las necesidades energéticas de la instalación.
La reserva de energía en 1 batería con una capacidad de 100 Ah con una tensión de 12 V se calcula mediante la fórmula: capacidad x tensión, es decir, 100 x 12 = 1200 vatios o 1,2 kW * h. Por tanto, un objeto hipotético con un consumo nocturno de 3 kW / hy un consumo diario de 10 kW / h necesita un banco mínimo de 3 baterías y uno óptimo de 10. Pero esto es ideal, porque hay que tener en cuenta el provisiones para pérdidas y características del equipo.
Donde se pierde energía:
50% - nivel de descarga admisible baterías de ácido convencionales, por lo que si el banco se basa en ellas, entonces debería haber el doble de baterías de lo que muestra un simple cálculo matemático. Las baterías optimizadas para descarga profunda se pueden "drenar" en un 70–80%, es decir, la capacidad del banco debe ser mayor que la calculada en un 20–30%.
80% - eficiencia media de una batería ácida, que por sus peculiaridades emite energía un 20% menos de la que almacena. Cuanto mayores sean las corrientes de carga y descarga, menor será la eficiencia. Por ejemplo, si se conecta una plancha eléctrica con una potencia de 2 kW a una batería de 200 Ah a través de un inversor, la corriente de descarga será de unos 250 A y la eficiencia bajará al 40%. Lo que nuevamente lleva a la necesidad de una reserva doble de la capacidad del banco, construida con baterías de ácido.
80-90% - eficiencia media del inversor, que convierte la tensión CC en 220 V CA para la red doméstica.Teniendo en cuenta las pérdidas de energía, incluso en las mejores baterías, las pérdidas totales rondarán el 40%, es decir, incluso al utilizar OPzS y más aún baterías AGM, la reserva de capacidad debería ser un 40% superior a la calculada.
80% - la eficiencia del controlador PWM carga, es decir, los paneles solares físicamente no podrán transferir a las baterías más del 80% de la energía generada en un día soleado ideal y a la máxima potencia nominal. Por lo tanto, es mejor utilizar controladores MPPT más caros, que garantizan la eficiencia de los paneles solares hasta casi el 100%, o aumentar el banco de baterías y, en consecuencia, el área de los paneles solares en otro 20%.
Todos estos factores deben tenerse en cuenta en los cálculos, dependiendo de qué elementos constituyentes se utilicen en el sistema de generación solar.
Características de la batería para sistemas autónomos
A continuación, nos detendremos en las principales características técnicas de las baterías.
Capacidad de la batería (Ah)
La capacidad es la cantidad de energía que proporciona un 100% de carga a la batería. Este parámetro es básico. La unidad de medida es amperios-hora. La capacidad nominal de la batería se indica en la parte posterior de su caja. Pero los indicadores indicados por el fabricante a menudo están en desacuerdo con los reales.
La capacidad real de la batería es más / menos 10-20% de la capacidad nominal. La discrepancia entre los parámetros indicados y reales se debe a las condiciones ambientales de la batería.
El valor de la capacidad real está cerca del valor nominal cuando la temperatura del aire es de +20 grados. Temperaturas más bajas o más altas afectarán adversamente la capacidad y por lo tanto la vida útil de la batería. A temperaturas inferiores a + 10-0 grados, el valor disminuye, a temperaturas superiores a +20 grados, el valor aumenta.
La capacidad de la batería se caracteriza por una disminución gradual a medida que se usa. Esto se debe al desgaste del dispositivo. La capacidad estándar de la batería para un sistema solar fuera de la red es de 100-200 Ah.
Voltaje de la batería
Otra característica importante. El voltaje es una medida de la eficiencia de una batería. Este es un valor que indica la calidad de energía que el dispositivo puede tomar y regalar. Medido en voltios.
El voltaje nominal del fabricante, así como la capacidad, se indican en la parte posterior de la caja de la batería. Pero a menudo los valores de la tensión nominal y real divergen. A una temperatura ambiente óptima de +20 grados, puede oscilar entre 11,5 V y 14,4 V.
El valor de voltaje depende del nivel de carga de la batería. 11,5 V es típico para un nivel de carga bajo, 14,4 V es para un nivel de carga máximo. Se observan fluctuaciones en los valores durante la carga / descarga de la batería.
Para que la batería funcione sin problemas en un sistema autónomo, su voltaje debe corresponder a los indicadores de voltaje de otros dispositivos. Los sistemas solares de casas privadas y cabañas de verano generalmente están conectados a baterías de baterías de 12 voltios. Una batería puede contener de 1 a 8 cargadores y, a veces, más.
Resistencia interna
Esta característica también juega un papel importante en el rendimiento de la batería. El parámetro se mide en ohmios y denota la fuerza, que tiene como objetivo limitar la recepción y salida de energía al valor de la potencia declarada.
El valor de la resistencia interna depende de varios factores: el tipo de batería (su composición química), capacidad, período y condiciones de funcionamiento. El indicador normal en condiciones óptimas de uso de la batería oscila entre 0,005 y 0,01 ohmios.
Si la resistencia aumenta, puede haber dos buenas razones para esto: una temperatura incómoda para el funcionamiento de la batería o un funcionamiento incorrecto.Si las condiciones ambientales son normales y el dispositivo se usa correctamente, un aumento en la resistencia solo puede significar una cosa: desgaste de la batería.
La mayor resistencia de la batería puede servir como señal para reducir la resistencia. Esto puede evitar que los dispositivos se enciendan, ya que el cargador puede reconocerse como descargado.
Autodescarga
Es un parámetro que indica la cantidad de energía perdida con el tiempo en una batería completamente cargada. Un dispositivo de alta calidad y correctamente utilizado debe tener una pequeña tasa de autodescarga por mes. En promedio, esto es 3-5% del suministro total de energía.
Tenga en cuenta la disminución en el porcentaje de autodescarga en condiciones frías. El aumento de temperatura afecta negativamente el nivel de carga de la batería.
Reglas de funcionamiento de la batería
Las baterías reparadas emiten gases durante el funcionamiento, por lo que está prohibido colocarlas en locales residenciales y es necesario equipar una habitación separada con ventilación activa.
El nivel de electrolito y la profundidad de la carga deben monitorearse constantemente para evitar daños a la batería.
Con el funcionamiento durante todo el año, para evitar una descarga profunda de las baterías en los días nublados, es necesario prever la posibilidad de recargarlas desde fuentes externas: una red o un generador. Muchos modelos de inversores son capaces de conmutación automática.
Breve resumen
Para calcular correctamente la capacidad del banco de baterías, debe determinar el consumo de energía diario, agregar el 40% de las pérdidas fatales en la batería y el inversor, y luego aumentar la potencia calculada según el tipo de baterías y el controlador.
Si se utilizará generación solar en el invierno, entonces la capacidad total del banco debe aumentarse en otro 50% y la posibilidad de recargar las baterías de fuentes de terceros, una red o un generador, es decir, con altas corrientes. debería ser provisto. Esto también afectará la selección de baterías con determinadas características.
Si le resulta difícil hacer cálculos independientes o desea asegurarse de que sean correctos, comuníquese con los especialistas de Energetichesky Center LLC; esto se puede hacer a través de un chat en línea en el sitio web de Slight o por teléfono. Tenemos una vasta experiencia en el montaje e instalación de sistemas de generación solar en diversas instalaciones, desde cabañas y casas de campo hasta instalaciones industriales y agrícolas.
Los fabricantes ofrecen una gama tan amplia de equipos que no será difícil montar una planta de energía solar de acuerdo con sus requisitos y capacidades financieras.
Selección de inversor
No tiene sentido enumerar todos los tipos de inversores a la venta. Para seleccionar un inversor, es importante lo siguiente:
- Voltaje y corriente de entrada;
- Número de fases (1 o 3) y voltaje de salida con posibles desviaciones (la estabilización del voltaje de salida ± 2% es buena);
- La distorsión armónica (no lineal) del voltaje de salida.
Es importante en el coeficiente:
- 5% es aceptable para una "onda sinusoidal pura"
- menos del 5% es bueno
- Es mejor no tomar más del 5% si realmente necesita una onda sinusoidal pura.
Producción
Si su hogar tiene problemas de energía, o si usa energía solar o instala un sistema de energía ininterrumpida, tendrá que comprar inversores de voltaje para su hogar. Por cierto, para aumentar la potencia, funcionan en paralelo hasta 10 piezas.
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