Сонячна батарея Як вибрати технологію
Характеристики сонячної батареї
Здатність акумулятора працювати в тривалому стані часткового заряду
У електричному транспортному засобі акумулятор дуже регулярно заряджається до 100%.
Навпаки, в установці з сонячними батареями акумулятор можна циклічно не перезаряджати протягом тривалого періоду, особливо взимку або якщо система погано розмірена.
Це режим роботи з частковим навантаженням як правило, дуже пошкоджує свинцеві батареї, оскільки сприяє сульфатуванню (ріст кристалів сульфату свинцю, що збільшує електричний опір батарей і ускладнює їх зарядку).
«Сезонне сульфатування», тобто взимку, є основним способом деградації свинцевих батарей при сонячному використанні.
Ефективність та прийняття навантаження
Отримання електричного струму від сонячних панелей залишається дорогим, і оптимальна сонячна батарея повинна зберігати електричну енергію з якомога меншими втратами (хороша ефективність зарядки).
Розряджена батарея повинна приймати всю енергію, що надходить від сонячних панелей, щоб не витрачати витрачену енергію (дорого). Приймання заряду сонячної батареї повинно бути гарним, щоб батареї швидко заряджалися.
Після зберігання в хімічному вигляді ця електрична енергія не повинна втрачатися: саморозряд акумулятора повинен бути якомога нижчим.
==> Хороший прийом заряду і низький саморозряд сприяють високому стану заряду, що безпосередньо впливає на термін служби батарей.
З цих різних характеристик випливає термін служби батареї, застосовуваної до установок із сонячними панелями.
Тривалість життя сонячної батареї
1) Тривалість життя, виражена в роках, коли акумулятор постійно заряджається при 25 ° C: термін служби в плаваючому режимі або "термін придатності"
Це плаваюче життя близьке до максимального терміну служби, який могла б досягти сонячна батарея: у випадку батареї, яка проходить лише дуже дрібні цикли.
2) Кількість циклів заряду - розряду як функція глибини розряду відповідно до стандарту IEC 60896 для оцінки характеристик стаціонарних батарей.
Ця тривалість життя, виражена в кількості циклів, дає лише приблизне уявлення про поведінку акумулятора при використанні сонячних батарей, оскільки ці циклічні випробування не відтворюють періоди, коли сонячні батареї працюють у стані тривалого часткового заряду, тобто взимку.
Саме ця особливість полягає у тому, що стандарт IEC 61427 відповідає за оцінку кожного акумулятора.
Стандарт IEC 61427
Процедури випробувань відповідно до IEC 61247
Випробування проводяться при температурі 40 ° C, щоб прискорити старіння акумулятора.
Тест розділений на дві фази:
- перший етап (етап А) полягає в імітації зимових умов з глибоким розрядом батареї та частковим заряджанням. Акумулятор проходить 50 циклів розряду від 5 до 35% заряду.
- друга фаза (стадія B) відтворює літні умови. Акумулятор проходить 100 циклів заряду від 75 до 100%.
По закінченню цих 150 циклів перевіряється ємність акумулятора.
Процедуру випробування повторюють, доки ємність акумулятора не стане менше 80% від номінальної ємності.
Відповідно до IEC 61427, кожен період із 150 циклів являє собою рік використання батареї при 20 ° C.
Кожен період із 150 циклів триває 50 днів. Випробування може зайняти більше 1000 днів для кращих акумуляторів, таких як OPZS та OPZV торгової марки BAE.
Важливість IEC 61427
Ми побачили, що тривалість життя, виражена кількістю циклів як функція глибини розряду, не дозволяє виразити ефективність сонячних батарей.
Це справедливо між технологіями (наприклад, трубчаста батарея OPZS проти гелевої батареї), але також якщо ми хочемо порівняти батареї тієї ж технології.
Наприклад, усі трубчасті батареї OPZS відображають значення 1500 циклів при розряді 80% (IEC 60896).
Можна було б уявити, що всі ці трубчасті батареї еквівалентні для використання на сонячних батареях: це далеко не так, оскільки результати згідно з IEC 61427 показують, що існує великий розкид тривалості життя батарей тієї ж технології. Це пов’язано з різницею в сплаві сітки, складі активного матеріалу, виробничому процесі.
Джерело: Міжнародне енергетичне агентство
Звіт МЕА PVPS T3-11: 2002
Випробування батарейок, що використовуються в автономних фотоелектричних системах живлення
Прикро, що більшість виробників не вказують кількість циклів відповідно до стандарту IEC 61427 на паспорті своїх сонячних батарей.
Зі свого боку, ми пропонуємо сонячні батареї, свинцеві батареї, для яких ми маємо значення згідно з IEC 61427, або технології, які по суті відповідають потребам сонячної енергії, тобто свинцево-вуглецеві або літієві технології.
Яку технологію свинцевих батарей вибрати для сонячної батареї ?
Зауважте, що в межах кожного типу батареї існує багато відмінностей між моделями та виробниками.
BO: Відкрита батарея
Кількість циклів при 50% розряді
IEC 60986
Термін служби при 20 ° C
IEC 61427
Ефективність зарядки
Швидкість зарядки
Арбітраж рідинного відкритого акумулятора/герметичного акумулятора
Гелеві або AGM-батареї приблизно вдвічі дорожчі за відкриті свинцеві (рідкі) акумулятори.
Ці герметичні батареї будуть зарезервовані у випадках, коли:
- обслуговування акумулятора важко досягти,
- приміщення для акумуляторів має слабку вентиляцію або її відсутність (водень, запах, пари кислоти)
- ризик замерзання високий
- витоків кислот слід уникати у випадку поломки акумулятора або розливу
Заряджання сонячною панеллю, як правило, відбувається повільно, і при регуляторі заряду (необхідному) виділення водню дуже низькі: у переважній більшості випадків ми рекомендуємо відкрити акумулятори з причин, особливо якщо батарея повинна бути великою.
Ще один важливий момент: у разі сульфатування рідкі батареї легше відновлюються, ніж герметичні Pb-батареї.
Арбітраж гелевої батареї/акумулятора AGM
Більше ніж будь-який інший тип свинцевих акумуляторів, гелеві акумулятори слід використовувати з відповідним обладнанням (регулятором, зарядним пристроєм). Два важливі моменти, на які слід звернути увагу:
- Не перевищуйте максимальних струмів навантаження. На ізольованих ділянках ці проблеми обмеження струму зарядки виникають, особливо з гібридними системами, де використовується додатковий генератор.
- Використовуйте компенсацію відповідно до температури батарей. Це необхідно, якщо температура навколишнього середовища сильно коливається і якщо температура навколишнього середовища T> 30 ° C.
AGM-акумулятори простіші у використанні, ніж гелеві, але, як і у всіх свинцевих батареях, термін їх служби буде продовжений, якщо дотримуватимуться параметри заряду (напруга, температура).
Свинцево-вуглецеві акумулятори
Свинцево-вуглецеві акумулятори набагато стійкіші до сульфатування, ніж більшість стандартних свинцевих акумуляторів: Ця функція дозволяє цим акумуляторам працювати в режимі часткового заряду (PSOC).
Свинцево-вуглецеві пластини покращують електропровідність і швидкість заряджання, особливо в кінці заряджання. Швидкість заряджання стає ще вищою, коли додавання вуглецю поєднується з чистою свинцевою технологією тонких пластин батарей Northstar Blue. +.
Ці характеристики роблять свинцево-вуглецеві акумулятори придатними для сезонного зберігання сонячної енергії.