ООО Юнитор - М     АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА


АККУМУЛЯТОРЫ


Для чего нужно использовать аккумуляторы в системе автономного электроснабжения?

В простейшем виде автономное электропитание аппаратуры малой мощности (< 300 Вт) можно обеспечить прямым подключением к нагрузке солнечной батареи , термоэлектрического генератора или ветроэлектрической установки , а большой мощности ( > 500 Вт) с помощью прямого подключения к нагрузке дизель или бензогенератора. Недостатком такого электропитания является несогласованность величины и времени поступления электроэнергии от источника к потребителю. Так, например, в отсутствии Солнца солнечная батарея перестает работать и радиоприемник замолкает, тоже самое происходит с термоэлектрическим генератором, если источник тепла перестает поддерживать необходимый (больше 200 0С) перепад температур или с ветроэлектрической установкой при скорости ветра ниже 3 м/сек. 
Поэтому в автономных системах электроснабжения для сохранения вырабатываемого первичным источником энергии электричества применяются аккумуляторные батареи различных типов.

Более того, многие потребители выходят из строя при скачках питающего напряжения и при выходе напряжения за допустимые пределы (различные электронные устройтва, компактные люминесцентные лампы и т.д.). 

Солнечная батарея, например, имеет на выходе сильно меняющееся в широких пределах напряжение. Например, СБ номинальным напряжением 12 В может имет на выходе напряжение от 0 до 21 В.
Поэтому аккумулятор, работающий в буферном режиме, просто необходим для фотоэлектрической системы. Помимо своей основной функции - хранить энергию - он выполняет также и функцию стабилизации напряжения на нагрузке.
Что касается дизель или бензогенератора, то в коттедже или в фермерском хозяйстве целесообразно для экономии топлива эксплуатировать его не в непрерывном, а в периодическом режиме работы и не ночью, а днем. Этого можно добиться, добавив к системе электропитания аккумуляторные батареи (АБ), которые будут заряжаться циклически от генератора. При этом жидкотопливный генератор будет работать в режиме, близким к номинальной нагрузке, что повышает его КПД и снижает расход топлива на единицу выработанной электроэнергии.

Избыток электроэнергии вырабатываемый различными источниками может запасаться АБ на длительное время (десятки дней), а запасенная электроэнергия в любой момент может быть передана в нагрузку, при этом разрядный ток может многократно превышать ток заряда и обеспечивать питание нагрузки, мощность которой многократно превышает установленную мощность солнечной батареи, термоэлектрического генератора, ветроэлектрической установки и даже дизель или бензогенератора.

Наиболее важными показателями качества АБ являются: емкость, напряжение, габариты, вес, стоимость, допустимая глубина разряда, срок службы, КПД, диапазон рабочих температур, допустимый ток заряда и разряда.

Аккумуляторы общего назначения обычно дешевле остальных. Они наиболее распространены на рынке. Более того, практически все аккумуляторы, которые завозятся в Россия, являются аккумуляторами общего назначения. Это объясняется тем, что основной потребитель герметичных, необслуживаемых аккумуляторов - системы телекоммуникаций. Они используются для обеспечения резервного электроснабжения в случае аварий в сетях централизованного электроснабжения. Батареи общего назначения прекрасно работают в буферном режиме, т.е. в режиме подзарядки. В таком режиме служат до 10-12 лет. Если же их использовать в циклическом режиме (т.е. постоянно заряжать-разряжать на хотя бы 30%-40% от емкости), то их срок службы существенно сокращается.

Такие АБ также используются в UPS; вообще UPS предназначены для аварийного завершения работ, а не для питания нагрузки в постоянном режиме. Поэтому, учитывая что обычно они стоят в офисах, там и ставят AGM батареи общего назначения. Даже если АБ и выйдет из строя преждевременно, все же это во многих случаях дешевле, чем риск потери информации и результатов работы. В связи с этим, в системах на базе возобновляемых источников энергии, а также в системах бесперебойного питания, целесообразно использовать, хотя и более дорогие, герметичные, необслуживаемые АБ глубокого разряда.

Такие АБ имеют большую, по сравнению батареями общего назначения (и тем более, стартерными батареями), толщину пластин электродов; также, в них применены специальные технологии, поэтому срок их службы в режиме длительного разряда намного превышает срок работы стартерных батарей и герметичных батарей общего назначения. Тем не менее, не стоит совсем отказываться от применения АБ общего назначения. При условии максимального разряда не более 30% от емкости, AGM и гелевые аккумуляторы общего назначения обеспечат надежную и долгую работу оборудования в вашей резерной и даже автономной энергосистеме. При этом нужно правильно выбырать тип АБ (гелевую или AGM) в зависимости от режимов работы вашего оборудования.



Типы аккумуляторов и область применения

Основные типы аккумуляторов следующие:

свинцово-кислотные
стартерные (автомобильные)
AGM (герметичные)
герметичные гелевые
заливные с намазными пластинами (серия OPzS)
тяговые

щелочные 
никель-кадмиевые
никель-металгидридные
литий-ионные (достаточно дорогие поэтому не рассматриваются в качестве аккумуляторов для систем автономного электроснабжения)

Кислотный аккумулятор не переносит глубокой разрядки, но не прочь подзаряжаться порциями при каждом удобном случае. Щелочной наоборот, не любит отдавать больших токов, зато токи в количестве примерно 1/10 емкости готов отдавать долго и до изнеможения. То есть полный разряд он не только допускает, но и всячески приветствует (поскольку, если зарядить не разряженный полностью щелочной аккумулятор, он не наберет полной емкости - действует так называемый "эффект памяти", наиболее выраженный у никель-кадмиевых аккумуляторов). Короче, заряжать/разряжать щелочной аккумулятор порциями нельзя - только "от и до". Зато при правильной эксплуатации (помимо зарядки/разрядки она подразумевает промывку банок и замену электролита раз в сезон ) щелочники служат по 20 лет. Также, щелочные аккумуляторы плохо заряжаются малыми токами. То есть, ток через них течет, а заряда нет. 
Этим объясняется тот факт, что щелочные аккумуляторы не нашли широкого применения в системах автономного электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии. Никель-кадмиевые батареи могут использоваться в некоторых случаях. Хотя они намного дороже кислотных, зато имеют очень большой срок службы и имеют более стабильное напряжение в процессе разряда.

Свинцово-кислотные аккумуляторы
Наиболее распространенным типом АБ являются свинцово-кислотные, как с жидким электролитом, так и герметизированные (в последнее время становятся все более популярными вследствие снижения цены).
Специальные батареи с намазными пластинами для использования в системах автономного электроснабжения часто собираются из отдельных аккумуляторов с напряжением 2 вольта, соединенных вместе. АБ меньшей емкости с напряжением 6 и 12 вольт также используются, но реже. Такие батареи выпускаются в основном в Европе и в США. Они сравнительно дорогие. В последнее время на российском рынке появились такие аккумуляторы китайского производства. При практически таких же характеристиках, китайские аккумуляторы значительно (в полтора-два раза) дешевле.
Тяговые аккумуляторы предназначены для цикличных режимов работы. Более подходят для автономных систем энергоснабжения (например, бортовых). Но и значительно дороже стартерных и гелевых АБ.

Мы рекомендуем ставить:
В исключительных случаях, в низкобюджетных системах - обычные стартерные батареи, если есть кому их обслуживать и место установки имеет принудительную вентилляцию. Нужно быть готовым к тому, что в таких батареях будет теряться часть энергии вследствие саморазряда. Автомобильные аккумуляторы также имеет смысл ставить, если система работает в очень тяжелых условиях, аккумуляторы сильно разряжаются и возможности зарядить их до 100% нет (например, при заряде от жидкотопливного генератора, или при условии использования простейших контроллеров заряда в фотоэлектрических системах).
Если энергия "достается" дорого (например, в фотоэлектрических системах), то нужно обратить внимание на гелевые аккумуляторы (маломощные системы) или заливные аккумуляторы с намазными пластинами (серия OPzS). При этом очень желательно применение контроллеров с ШИМ-модуляцией тока заряда на последней стадии заряда. Если используется простейший контроллер (мы такие не продаем), то нужно периодически проводить тренировочные заряды до 100% емкости аккумуляторной батареи с применением специальных зарядных устройств. Гелевые аккумуляторы лучше применять также, если облуживать их некому, или нет специального вентиллируемого помещения для аккумуляторов. Этот вариант дороже, чем с применением автомобильных аккумуляторных батарей, и срок службы батарей в цикличном режиме будет меньше, чем заявляется производителем в рекламных буклетах. С другой стороны, из-за малого саморазряда вы будуте терять меньше энергии в самих аккумуляторах. Можно также использовать AGM батареи, их срок службы будет немного меньше, чем у гелевых АБ. AGM батареи рекомендуется использовать в резервных системах электроснабжения, когда в основном батареи находятся в заряженном состоянии и периодически отдают энергию при авариях в системе электроснабжения. Гелевые лушче переносят циклические режимы работы, поэтому их мы рекомендуем применять в автономных энергосистемах, когда аккумуляторы периодически заряжаются и разряжаются.
Если нужна высокая надежность в течение длительного периода эксплутатации, то можно заказать и "солнечные" батареи серий OPzS (заливные) или OPzV (герметичные). Такие батареи обеспечат надежное электроснабжение в тяжелых цикличных режимах работы аккумуляторной батареи.

Есть следующие основные типы свинцовых аккумуляторных батарей, которые можно применять в системах автономного электроснабжения:
стартерные - все вы их прекрасно знаете, требуют обслуживания и вентиляции. Имеют высокий саморазряд.
гелевые и AGM батареи - эти герметичные, необслуживаемые, не требуют вентиллируемого помещения для установки. Недорогие батареи AGM типа прекрасно работают в буферном режиме, т.е. в режиме подзарядки. В таком режиме служат до 10 лет. Если же их использовать в циклическом режиме (т.е. постоянно заряжать-разряжать на хотя бы 30% от емкости), то их срок службы сокращается.
Такие АБ используются в недорогих UPS; вообще UPS предназначены для аварийного завершения работ, а не для питания нагрузки в постоянном режиме. Поэтому, учитывая что обычно они стоят в офисах, там и ставят AGM батареи. Если АБ и выйдет из строя преждевременно, все же это во многих случаях дешевле, чем риск потери информации и результатов работы. Нельзя заряжать током более 0,3С, иначе они могут вспучиться.
Гелевые батареи (серия OPzV) лучше выдерживают циклические режимы заряда-разряда. Также, они лучше переносят сильные морозы. Их применение более желательно в системах автономного электроснабжения, когда нет возможности поддерживать температуру аккумуляторов в оптимальных пределах. Гелевые батареи дороже AGM батарей и тем более стартерных.
Почти все герметичные аккумуляторы могут устанавливаться на боку.


Аккумуляторные батареи с технологией AGM

AGM батареи - герметичные, необслуживаемые, не требуют вентиллируемого помещения для установки. Батареи AGM прекрасно работают в буферном режиме, т.е. в режиме подзарядки. В таком режиме служат до 10-12 лет. Если же их использовать в циклическом режиме (т.е. постоянно заряжать-разряжать на хотя бы 30%-40% от емкости), то их срок службы сокращается. Такие АБ используются в UPS; вообще UPS предназначены для аварийного завершения работ, а не для питания нагрузки в постоянном режиме. Поэтому, учитывая что обычно они стоят в офисах, там и ставят AGM и гелевые батареи. Даже если АБ и выйдет из строя преждевременно, все же это во многих случаях дешевле, чем риск потери информации и результатов работы.

AGM батареи нельзя заряжать током более 0,3С, иначе могут вспучиться. Гелевые батареи лучше выдерживают циклические режимы заряда-разряда. Их применение более желательно в системах автономного электроснабжения. Однако они дороже AGM батарей и тем более стартерных.

Почти все герметичные аккумуляторы могут на какое-то время устанавливаться на боку. Однако производитель обычно рекомендует устанавливать батареи в "нормальной", вертикальной позиции.

Такие АБ имеют большую, по сравнению со стартерными батареями, толщину пластин электродов, поэтому срок их службы в режиме длительного разряда намного превышает срок работы стартерных батарей.

В связи с этим, в системах на базе возобновляемых источников энергии, а также в системах бесперебойного питания, целесообразно использовать, хотя и более дорогие, герметичные, необслуживаемые АБ. Cолнечная батарея, термоэлектрический генератор и небольшой мощности ветроэлектрическая установка вырабатывают сравнительно небольшой ток, поэтому заряд АБ длится много часов и в этом случае подходят даже самые дешевые из необслуживаемых АБ.


Какой тип аккумулятора выбрать - AGM, гелевый или с жидким электролитом?

Определяющими факторами при выборе аккумуляторных батарей для вашей системы являются цена, условия, при которых будет работать батарея (температура, условия обслуживания, наличие специального помещения и т.п.), а также ожидаемый срок службы аккумуляторной батареи.




МЕНЮ
Рекламный блок
Поиск
Счетчики

Copyright MyCorp © 2017