Pin cho tấm pin mặt trời: tổng quan về các loại pin phù hợp và tính năng của chúng

Các hệ thống năng lượng thay thế ngày càng được sử dụng nhiều để cung cấp điện cho các tòa nhà dân cư.Do các phương thức sản xuất và tiêu thụ điện khác nhau nên cần phải đảm bảo tích lũy điện cho sản lượng tiếp theo. Bạn có đồng ý không?

Để sử dụng năng lượng trong khoảng thời gian mà chủ sở hữu yêu cầu, pin cho các tấm pin mặt trời đã được đưa vào chương trình. Chúng tôi sẽ cho bạn biết cách chọn chính xác các thiết bị được thiết kế để hoạt động theo chu kỳ sạc và xả. Khuyến nghị của chúng tôi sẽ giúp bạn chọn mô hình tối ưu.

Pin trong hệ thống năng lượng mặt trời gia đình

Hiểu các phương pháp và sắc thái của việc sử dụng pin khi cung cấp điện từ các tấm pin mặt trời cho cơ sở sẽ cho phép bạn lựa chọn thiết bị phù hợp và đảm bảo hiệu suất hệ thống tối đa.

Để mua hàng sáng suốt, bạn cần tìm hiểu kỹ các phương pháp tạo mảng (khối) pin và quy tắc tính toán các đặc điểm chính.

Phương pháp kết hợp các thiết bị thành một mảng duy nhất

Các ứng dụng dân dụng và công nghiệp tiêu thụ tải điện vượt quá dung lượng của một pin. Nếu hệ thống năng lượng mặt trời được thiết kế cho số lượng lớn các thiết bị điện thì cần tạo ra một dãy pin sạc theo ví dụ về sự kết hợp như vậy Tấm năng lượng mặt trời.

Việc kết nối pin với một mảng lưu trữ điện duy nhất có thể được thực hiện theo cách song song, nối tiếp hoặc hỗn hợp. Sự lựa chọn phụ thuộc vào công suất và điện áp đầu ra cần thiết.

Tùy thuộc vào cách các pin được kết nối với nhau, bạn có thể đạt được các giá trị điện áp đầu ra khác nhau, nhưng bạn không nên tạo các mạch quá phức tạp để tránh hình thành dòng điện cân bằng giữa các thiết bị trong mảng

Pin được đặt trong nhà hoặc tòa nhà khác để đảm bảo nhiệt độ môi trường xung quanh nằm trong khoảng từ 10 đến 25 độ C trên 0 và ngăn nước xâm nhập vào chúng. Điều này giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ của thiết bị và giảm tổn thất năng lượng.

Các công nghệ hiện đại để sản xuất pin sạc dành cho lắp đặt trong các tòa nhà dân cư giúp tăng cường các biện pháp an toàn môi trường. Vì vậy, không cần phải thực hiện bất kỳ biện pháp đặc biệt nào để thông gió mạnh cho căn phòng. Tuy nhiên, chúng không nên được đặt trong phòng khách.

Vì pin có trọng lượng đáng kể (thiết bị 12 Volt và 200 Ah nặng khoảng 70 kg) nên chúng phải được đặt trên sàn hoặc trên giá đỡ chắc chắn và được gắn chặt.

Cần phải ngăn chặn khả năng pin rơi từ trên cao xuống, vì trong trường hợp này chúng sẽ bị hỏng và hệ thống có chất điện phân lỏng cũng nguy hiểm cho sức khỏe con người nếu chúng bị giảm áp suất.

Khi chiều dài của cáp nguồn tăng lên, điện trở tăng lên, dẫn đến hiệu suất của hệ thống giảm. Vì vậy, người ta thường đặt các pin gần nhau để giảm thiểu tổng chiều dài của dây.

Giá đỡ pin phải có khả năng chịu được nhiều trọng lượng. Vậy một khối tám cục pin 200 amp nặng hơn nửa tấn

Đặc điểm hoạt động của hệ thống

Với việc kết nối song song và kết hợp loạt pin thành một mảng duy nhất, các thiết bị có thể trở nên mất cân bằng về mức sạc. Điều này dẫn đến thiết bị sẽ không hoạt động hết chu kỳ, đồng nghĩa với việc tài nguyên của nó sẽ cạn kiệt nhanh hơn.

Hệ thống tạo điện từ mặt trời luôn được trang bị bộ điều khiển, điều khiển việc sạc pin. Trong trường hợp tạo ra một dãy pin, cần phải lắp thêm các jumper cân bằng điện tích.

Để tránh vấn đề sạc và xả không đồng đều của các pin gộp thành một mảng duy nhất, cần phải sử dụng các thiết bị cùng model, hoặc tốt hơn nữa là cùng một lô. Quy tắc này không chỉ phù hợp với các hệ thống năng lượng mặt trời.

Giờ đây, hầu hết mọi nhà ở đều có thể được cung cấp các thiết bị hoạt động trên mạng 12 hoặc 24 Volt, bao gồm tủ lạnh, tivi, v.v. Tuy nhiên, việc nối dây với điện áp như vậy khắp nhà là không có ý nghĩa gì vì dòng điện sẽ rất cao.

Điều này có nghĩa là khi thực hiện ý tưởng như vậy, cần phải có một loại cáp đắt tiền có tiết diện lõi lớn và tổn thất do điện trở sẽ cao.

Đối với hầu hết tất cả các thiết bị gia dụng, có những mẫu hoạt động trên mạng DC 12 volt. Nếu thời gian chạy cáp điện không quá dài có thể sử dụng hệ thống điện áp thấp

Vì vậy, ngay gần pin họ lắp đặt biến tần - thiết bị chuyển đổi điện áp.

Ngoài ra, điện áp đầu ra thực tế từ bộ pin có thể hơi khác so với điện áp đã nêu. Vì vậy, những chiếc sạc đầy được sử dụng phổ biến trong kế hoạch với tấm pin mặt trời pin gel tạo ra điện áp 13-13,5 Volts, do đó biến tần có chức năng như một bộ ổn định.

Tính toán dung lượng pin cần thiết

Dung lượng của pin được tính toán dựa trên thời gian dự kiến ​​hoạt động tự động mà không cần sạc lại và tổng mức tiêu thụ điện năng của các thiết bị điện.

Công suất trung bình của một thiết bị điện trong một khoảng thời gian có thể được tính như sau:

P = P₁ *(T₁ /T₂),

Ở đâu:

• P₁ - công suất danh định của thiết bị;
• T₁ - thời gian hoạt động của thiết bị;
• T₂ – tổng thời gian ước tính

Hầu như trên toàn bộ lãnh thổ của Nga có những khoảng thời gian dài khi Tấm năng lượng mặt trời sẽ không hoạt động do thời tiết xấu.

Sẽ không hiệu quả về mặt chi phí nếu lắp đặt một lượng lớn pin để sạc đầy chỉ vài lần trong năm. Do đó, việc lựa chọn khoảng thời gian trong đó các thiết bị sẽ chỉ hoạt động khi phóng điện phải được tiếp cận dựa trên giá trị thống kê trung bình.

Lượng năng lượng được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời phụ thuộc vào mật độ của các đám mây. Nếu thời tiết nhiều mây không phải là hiếm trong khu vực thì phải tính đến việc thiếu nguồn điện khi tính toán dung lượng của bộ pin

Ví dụ: nếu bạn dự định sử dụng năng lượng tích lũy trong ngày sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời, thì tốt hơn nên tính đến khoảng thời gian lớn hơn một chút, chẳng hạn như 30 giờ.

Trong trường hợp không thể sử dụng các tấm pin mặt trời trong một thời gian dài, cần phải sử dụng một hệ thống khác để tạo ra điện, chẳng hạn như dựa trên máy phát điện diesel hoặc khí đốt.

Pin được sạc 100% có thể tạo ra năng lượng trước khi xả hết, giá trị này có thể được tính bằng công thức:

P = U x tôi

Ở đâu:

• U - điện áp;
• I – sức mạnh hiện tại.

Vì vậy, một pin có điện áp 12 volt và dòng điện 200 ampe có thể tạo ra 2400 watt (2,4 kW). Để tính tổng công suất của một số pin, bạn cần cộng các giá trị thu được cho từng pin.

Có những loại pin có công suất cao được bán nhưng chúng đắt tiền. Đôi khi sẽ rẻ hơn nhiều nếu mua một số thiết bị thông thường kèm theo cáp kết nối

Kết quả thu được phải được nhân với một số hệ số khử:

• Hiệu suất biến tần. Với sự kết hợp phù hợp giữa điện áp và công suất ở đầu vào của biến tần, sẽ đạt được giá trị tối đa từ 0,92 đến 0,96.
• Hiệu suất của cáp điện. Giảm thiểu chiều dài của dây nối pin và khoảng cách đến biến tần là cần thiết để giảm điện trở. Trong thực tế, giá trị của chỉ báo là từ 0,98 đến 0,99.
• Mức xả pin tối thiểu cho phép. Đối với bất kỳ loại pin nào, đều có giới hạn sạc thấp hơn, vượt quá giới hạn này thì tuổi thọ của thiết bị sẽ giảm đáng kể. Thông thường, bộ điều khiển đặt giá trị sạc tối thiểu là 15%, do đó hệ số khoảng 0,85.
• Mức giảm dung lượng tối đa cho phép trước khi thay pin. Theo thời gian, các thiết bị cũ đi và điện trở bên trong của chúng tăng lên, dẫn đến sự suy giảm công suất không thể khắc phục được. Sẽ không có lợi khi sử dụng các thiết bị có dung lượng còn lại dưới 70%, do đó giá trị của chỉ báo phải được lấy là 0,7.

Ngược lại với niềm tin phổ biến, hiệu suất của pin - tỷ lệ điện năng nhận và cung cấp - không nên được đưa vào tính toán. Dung lượng pin được nêu trong tài liệu kỹ thuật có tính đến khối lượng hoàn trả có thể có.

Do đó, giá trị của hệ số tích phân khi tính toán dung lượng cần thiết đối với pin mới sẽ xấp xỉ 0,8 và đối với pin cũ, trước khi hết pin, sẽ là 0,55.

Để cung cấp điện cho một ngôi nhà trong chu kỳ sạc-xả kéo dài 1 ngày, cần có 12 pin. Khi một khối gồm 6 thiết bị đang hoạt động để xả, khối thứ hai sẽ sạc

Dòng điện tối đa cho phép

Đối với mỗi loại pin, tài liệu kỹ thuật chỉ định dòng sạc tối đa cho phép. Vượt quá giá trị này sẽ dẫn đến thiết bị quá nóng, hiệu suất của thiết bị giảm mạnh và không thể khắc phục được.

Vì vậy, khi lựa chọn pin cho lắp ráp hệ thống pin bạn cần đảm bảo rằng chúng có thể xử lý được lượng điện do các tấm pin mặt trời tạo ra.

Một chỉ số quan trọng khác là dòng xả cho phép:

• Dòng phóng điện tiêu chuẩn, giá trị của nó (hoặc giá trị nhỏ hơn) mà pin được thiết kế để hoạt động. Hoạt động của tất cả các thiết bị điện kết nối với hệ thống phải được đảm bảo bởi chỉ báo này.
• Dòng xả tối đa mà thiết bị có thể cung cấp trong thời gian ngắn dưới tải cao điểm. Những tải trọng như vậy có thể xảy ra khi một số thiết bị được bật, ví dụ như những thiết bị có chứa tủ lạnh hoặc máy nén điều hòa không khí.

Việc vượt quá chỉ báo đầu tiên trong thời gian dài hoặc chỉ báo thứ hai trong thời gian ngắn sẽ dẫn đến hao mòn pin sớm. Khi thiết bị cũ đi, những con số này giảm 20-30%, điều này cũng cần được tính đến.

Tính năng thiết bị và các thông số chính

Ắc quy ô tô không được thiết kế để xử lý nhiều chu kỳ sạc và xả. Để thay thế và dự trữ năng lượng, các thiết bị thuộc loại khác được sử dụng. Vì giá thành của chúng cao nên cần phải nghiên cứu kỹ tất cả các thông số trước khi mua.

Các chế độ hoạt động của pin trong ô tô và trong hệ thống năng lượng thay thế khác nhau đến mức mục đích của nó được chỉ định ngay cả trên chính thiết bị

Các loại sử dụng năng lượng thay thế

Hầu hết tất cả các loại pin được sử dụng trong năng lượng thay thế và được lắp đặt trong các tòa nhà đều thuộc loại không cần bảo trì. Người dùng không thể thực hiện các hoạt động vật lý ảnh hưởng đến cấu trúc của chúng.

Điều này được thực hiện để giảm thiểu nguy cơ pin tiếp xúc vật lý hoặc hóa học với con người, không khí và môi trường xung quanh. Vì vậy, không cần thiết phải nghiên cứu chi tiết về cấu trúc cũng như các sắc thái vật lý và hóa học trong hoạt động của các loại pin khác nhau. Cần chú ý nhiều hơn đến sự khác biệt về đặc tính kỹ thuật cơ bản của thiết bị.

Pin OPzS được thiết kế giống như các thiết bị axit chì đơn giản. Sự thay đổi về hình dạng của tấm dương cho phép số chu kỳ sạc và xả cao hơn đáng kể so với các loại tương đương trên ô tô.

Nhược điểm là sự hiện diện của chất điện phân lỏng, có thể gây nguy hiểm nếu chúng giảm áp suất. Giá trung bình thích hợp.

Pin kiềm (niken) hiếm khi được sử dụng do không nhạy cảm với dòng điện thấp khi sạc và phải trải qua một chu kỳ đầy đủ từ trạng thái sạc đến trạng thái xả. Nếu không, dung lượng pin sẽ giảm.

Ngoài ra, các thiết bị này có trọng lượng và kích thước lớn hơn so với các đối thủ có cùng dung lượng. Nguy hiểm nếu bị hạ áp. Ngách giá thấp.

Pin có thể bị giảm áp suất do lỗi bên trong, dòng sạc quá mức, rơi từ trên cao hoặc hoạt động trong điều kiện không phù hợp. Vấn đề lớn nhất trong trường hợp này sẽ được tạo ra bởi các thiết bị chứa chất lỏng nguy hiểm do bay hơi.

Trong pin AGM, chất điện phân được liên kết trong cấu trúc sợi thủy tinh. Chúng có thể được sạc với dòng điện thấp.Chúng thực tế an toàn và chiếm một mức giá trung bình trong số các đối thủ cạnh tranh.

Trong pin GE (gel), oxit silic được thêm vào chất điện phân, tạo ra trạng thái giống như gel. Các thiết bị có mức độ an toàn cao và hiệu suất tốt. Ngách giá cao.

Pin cho năng lượng thay thế không được bán trong các cửa hàng ô tô. Bạn có thể mua chúng từ các công ty bán tấm pin mặt trời, nhà máy điện gió hoặc qua Internet.

Pin dựa trên lithium (ví dụ: mẫu lithium iron phosphate) có hiệu suất rất tốt, nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ hơn đáng kể và thực tế an toàn. Tuy nhiên, giá thành của chúng cao hơn đáng kể so với các loại thiết bị cạnh tranh, thậm chí cả thiết bị dạng gel.

Xét về tỷ lệ giữa giá cả và đặc tính kỹ thuật, pin gel và lithium là hấp dẫn nhất. Nhưng khoản đầu tư ban đầu một lần vào chúng khá lớn nên các loại thiết bị khác cũng phổ biến trên thị trường pin dành cho năng lượng thay thế.

Các thương hiệu pin sau đây đang có nhu cầu tích cực ở thị trường trong nước:

Pin được trình bày được đặc trưng bởi các đặc tính hiệu suất tuyệt vời và giá cả phải chăng.

Lựa chọn mẫu pin

Các thông số chính của pin năng lượng mặt trời mà bạn cần chú ý khi mua như sau:

• điện áp và dung lượng quyết định năng lượng của pin;
• độ sâu xả tối đa an toàn, tùy theo đó pin có thể hoạt động trong giới hạn thời gian do nhà sản xuất quy định;
• đảm bảo số chu kỳ sạc và xả tuân theo mọi điều kiện kỹ thuật;
• giá trị tự phóng điện, đặc trưng cho cường độ mất điện của pin đã sạc trong thời gian không hoạt động;
• dòng sạc tối đa, xác định lượng điện trên một đơn vị thời gian mà pin có thể tiếp nhận mà không ảnh hưởng đến hoạt động tiếp theo;
• dòng xả tiêu chuẩn, xác định lượng điện trên một đơn vị thời gian mà pin có khả năng cung cấp trong thời gian dài mà không ảnh hưởng đến hoạt động tiếp theo;
• dòng xả tối đa, xác định lượng điện trên một đơn vị thời gian mà pin có thể cung cấp trong thời gian ngắn mà không ảnh hưởng đến hoạt động tiếp theo;
• nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của thiết bị;
• kích thước và trọng lượng của pin, cần có kiến ​​thức về chúng để chọn vị trí và phương pháp lắp đặt.

Tất cả các thông số này được mô tả trong tài liệu kỹ thuật, được đăng dưới dạng điện tử trên trang web của tất cả các nhà sản xuất lớn.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Đánh giá các sắc thái hoạt động của các loại pin khác nhau cho hệ mặt trời:

So sánh các loại pin khởi động khác nhau. Ưu và nhược điểm của năng lượng thay thế:

Có kinh nghiệm sử dụng pin lithium (LiFePo4). Một khối thiết bị ô tô thực sự, các sắc thái hoạt động của nó:

Việc lựa chọn pin chính xác theo thông số của chúng sẽ đảm bảo hệ thống năng lượng thay thế hoạt động đáng tin cậy.Không cần phải tiết kiệm quá nhiều cho bộ lưu trữ điện - khoản đầu tư ban đầu ban đầu sẽ được thu hồi nhờ hoạt động liên tục của hệ thống trong vài năm tới.

Vui lòng để lại bình luận ở khối bên dưới, đặt câu hỏi, đăng ảnh về chủ đề bài viết. Hãy cho chúng tôi biết về cách bạn chọn pin cho trạm điện mini ở đất nước mình từ các tấm pin mặt trời. Chia sẻ thông tin sẽ hữu ích cho khách truy cập trang web.