Альтернативная энергетика
Главная \ Информация \ Аккумуляторы

Аккумуляторы

Электри́ческий аккумуляятор - химический источник тока многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования.
Принцип действия аккумулятора основан на обратимости химической реакции. Работоспособность аккумулятора может быть восстановлена путём заряда, то есть пропусканием электрического тока в направлении, обратном направлению тока при разряде.
Несколько аккумуляторов, объединенных в одну электрическую цепь, составляют аккумуля́торную батаре́ю (АКБ).

Характеристики

    Максимально возможный полезный заряд аккумулятора называется зарядной ёмкостью, или просто ёмкостью. Ёмкость аккумулятора - это заряд, отдаваемый полностью заряженным аккумулятором при разряде до наименьшего допустимого напряжения. В системе СИ ёмкость аккумуляторов измеряют в кулонах, на практике часто используется внесистемная единица - ампер-час. 1 А⋅ч = 3600 Кл.
   Реже на аккумуляторах указывается энергетическая ёмкость - энергия, отдаваемая полностью заряженным аккумулятором при разряде до наименьшего допустимого напряжения. В системе СИ она измеряется в джоулях, на практике иногда используется внесистемная единица - ватт-час. 1 Вт⋅ч = 3600 Дж.
Электрические и эксплуатационные характеристики аккумулятора:
-  номинальная емкость,
-  продолжительность и токи разряда,
-  минимальный ток заряда
зависят от материала электродов и состава электролита.
   По мере исчерпания химической энергии напряжение и ток падают, аккумулятор перестаёт действовать. Зарядить аккумулятор (батарею аккумуляторов) можно от любого источника постоянного тока с бо́льшим напряжением при ограничении тока. Стандартным считается зарядный ток (в амперах) в 1/10 номинальной ёмкости аккумулятора (в ампер⋅часах).

Аккумуляторы используемые в энергосистемах и особенности их зарядки

Аккумуляторы для энергосистем должны выдерживать множество циклов разрядки/зарядки. Обычные батареи стартерного типа, которые используются в автомобилях, не предназначены для наших целей. При длительных циклах разрядки они быстро выйдут из строя. Необходимы батареи, которые способны работать как в буферном, так и в циклическом режимах.
Для этих целей подходят свинцово-кислотные аккумуляторы:
-  герметичные необслуживаемые
-  открытого типа обслуживаемые

                  Существует 2 типа герметичных необслуживаемых АКБ, используемых в солнечных системах:

 1. AGM (Absorbed Glass Mat)

12V_110Ah_AGM_Deep_Cycle_Battery
В них электролит находится в стеклопластиковых капсулах между свинцовыми пластинами. Как правило, рекомендовано напряжение заряда в 2.45 Вольт/элемент, то есть 14.7 Вольт для АКБ 12 Вольт. В технических характеристиках АКБ приводится рекомендуемое напряжение заряда, часто  14.4-14.7 Вольт.

AGM-АКБ более подходят для систем с неглубокими разрядами, нежели для использования в режимах ежедневного циклирования. Данный тип АКБ не рекомендуется выравнивать, так как при этом выделяемый и уходящий наружу через клапана газ не восполняется. Также при слишком высоких температурах может произойти вытекание электролита, а эксплуатация данных АКБ при температуре выше 33 град. С может снизить срок их службы до 50%.
Для данного типа АКБ важно не превысить их способность к рекомбинации кислорода. Оптимальная температура эксплуатации - от 5 до 35 град. С.

 2. GEL  Гелевые аккумуляторы
victron_batterie_gel_12v_220ah

Гелевые АКБ в целом подобны AGM. В гелевых АКБ к электролиту примешаны специальные добавки на основе силикона, который уменьшеньшает его текучесть. Как и для AGM, для гелевых АКБ важно не превышать напряжения заряда. Обычно напряжение заряда для гелевых АКБ меньше, чем у AGM и составляет - 14.1-14.5 Вольт. Гелевые АКБ очень чувствительны к перезаряду.

Для обоих типов АКБ важным условием эксплуатации является 100% рекомбинация газов внутри АКБ. Тем самым предотвращается потеря воды. Выравнивание не производится, однако время от времени может быть полезным кратковременный "ударный" заряд для балансировки потенциалов между индивидуальными элементами.

                 Промышленные АКБ открытого типа (жидкостные, обслуживаемые или малообслуживаемые)

АКБ открытого типа поставляются без электролита и заполняются им после установки. Малообслуживемые АКБ оснащаются специальными рециркуляционными клапанами, которые позволяют проводить сервис один раз в год. Они имеют более длительный срок эксплуатации и способностью переносить более глубокие и частые разряды. Периодическое выравнивание (эквализация) - заряд высоким напряжением - позволяет время от времени приводить АКБ к "новому" состоянию.

Промышленные малообслуживаемые АКБ устанавливаются только в технических помещениях с нормальной вентиляцией. Из-за более высоких емкостей данные АКБ подходят для энергосистем с наиболее жизненно-важными функциями.

 3. Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4 или LFP) более безопасен по сравнению с ЛитийИонным аккумулятором (Li-Ion).
BAT512900400_Lithium_12_8V-90Ah_LiFePo4_Battery_front

 Номинальное напряжение ячейки:
LFP -  3,2V
свинцово-кислотной -   2V

12,8V LFP батарея, следовательно, состоит из 4 элементов, соединенных последовательно;
 а 25,6V батарея состоит из 8 элементов, соединенных последовательно.

  1. 1.       ВВЕДЕНИЕ

 Свинцово-кислотная батарея может преждевременно выйти из строя из-за сульфатации, в том случае, если:
       - она работает в режиме дефицита заряда в течение длительных периодов времени  (например, если аккумулятор редко, или никогда вообще, полностью не заряжается)
       -  заряжена частично или полностью.

Батареи LFP могут быть заряжены не полностью и это является их главным преимуществом по сравнению с свинцово-кислотными.

Другие преимущества – это широкий диапазон рабочих температур,
высокая производительность, низкое внутреннее сопротивление и высокая эффективность.

2 ЭФФЕКТИВНОСТЬ

В автономных солнечных и ветрогенераторных энергосистемах энергетическая эффективность имеет решающее значение.
При полном разряде-заряде потери энергии средней свинцово-кислотной батареи составляют 20%. В  LFP – 8%.
Процесс заряда свинцово-кислотных аккумуляторных батарей становится особенно неэффективным при достижении не более 80% уровня зарядки, в результате чего потери энергии составляют 50% и меньше. В отличие от этого, не достаточно заряженная LFP батарея будет иметь потери 8%.

3 РАЗМЕРЫ И ВЕС

Размеры LFP батареи  на 30% меньше свинцово-кислотных аккумуляторных батарей той же емкости.
Вес также на 30% меньше.

4 ГИБКОСТЬ ЗАРЯДА

LFP батареи быстрее заряжаются, чем свинцово-кислотные. Напряжение заряда может LFP варьироваться от 14V до 16V (сота не более, чем 4,2V), и они могут быть не полностью заряжены. Поэтому несколько батарей могут быть соединены параллельно без ущерба при не полной зарядке.

5 LFP БАТАРЕЯ С СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ (BMS) ИЛИ БЕЗ НЕЁ

Важные факты:

1. LFP ячейка не работает, если напряжение на ячейке падает менее чем 2,5V
(Примечание:  восстановление иногда возможно за счет заряда низким током, менее, чем 0,1C).
2. LFP ячейка не работает, если напряжение на ячейки более чем 4,2V.
3. Клетки в LFP батареи автоматически не балансируются при зарядке.

Ячейки в батарее не на 100% идентичны. Таким образом, при повторной зарядке некоторые ячейки будут полностью заряжены или разряжены раньше, чем другие. Различия будут увеличиваться, если клетки не сбалансированы.

В свинцово-кислотных аккумуляторов небольшой ток будет продолжать течь даже после зарядки одной или более ячеек пока вся батарея полностью не зарядится (основной эффект этого тока разложение воды на водород и кислород). Этот ток помогает полностью зарядить другие ячейки,
которые отстают, таким образом выравнивая заряд всех клеток.

Ток через LFP ячейку при полной зарядке практически равен нулю и остальные ячейки не могут быть полностью заряжены. Поэтому необходима балансировка ячеек.

Балансировку ячеек осуществляет BMS, которая предотвращает повреждение батареи.

3 УСТАНОВКА

3.1 Защита от короткого замыкания

Одиночная установка батареи - Аккумуляторная батарея должна быть защищена предохранителем.

Последовательное соединение - до четырех 12,8V батарей могут быть последовательно соединены. Батареи должны быть подключены к BMS. Цепочка батарей должна быть защищена предохранителем.

Параллельно или последовательно-параллельное соединение - до десяти батарей или цепочек батарей могут быть соединены параллельно.

Батареи должны быть подключены к BMS.

Каждая батарея или цепочка батарей должна быть защищена предохранителем.

Не соединять промежуточный аккумулятор для подключения аккумуляторов в два или более параллельных цепочек батарей.

3.2 Зарядка батареи перед использованием

Батареи обычно заряжены на 50% при поставке.
При зарядке последовательно соединенных аккумуляторов, напряжение батареи или ячеек
с высоким первоначальным состоянием зарядки увеличится при полностью
заряженном состоянии, в то время как другие аккумуляторы или клетки могут отставать. Это может привести к перенапряжению батарей или ячеек с самым высоким начальным состоянием заряда, и процесс зарядки будет прерываться BMS.

Поэтому мы рекомендуем полностью зарядить новые аккумуляторы перед использованием их в цепочке или последовательно-параллельной конфигурации.

Лучше всего это можно сделать при индивидуальной зарядке каждой батареи при низкой скорости (C/20 или меньше)  зарядным устройством установленом на 14,2 V до периода поглощения в течение нескольких часов при 14,2V, чтобы полностью сбалансировать клетки.

При параллельном подключения батарей одновременная зарядка также допустима.

В этом случае каждый аккумулятор должен быть защищен предохранителем и рекомендуется ток C/20 или менее.

4 ЭКСПЛУАТАЦИЯ

4.1 Балансировка клеток и сигнализации

Каждая батарея 12,8 V состоит из четырех клеток. Балансировка заключается в следующем:

а) Измерение напряжения каждой ячейки и уменьшение тока заряда, когда напряжение элемента превышает 3,4 В, что позволит сбалансировать ячейки.

б) Сигнализация превышения (напряжение элемента> 3,7 В) или понижения напряжения (ячейки

напряжение <2,8 В) для обработки BMS.

в) Сигнализация превышения температуры (T> 50 ° C) для обработки BMS.

Примечание: батареи должны регулярно балансироваться (не реже одного раза в три месяца), на напряжение не менее 4 х 3,4 = 13,6 V, чтобы сбалансировать ячеек.

4.2 Система управления батареями (BMS)

Два BMS достаточно для обработки информации от батарей.

4.2.1 BMS 12/200

BMS 12/200 является достаточной только для систем 12 V. Это включает все функции, описанные в разделе 4.1, плюс генератор ограничитель тока. 4.2.2 VE.Bus BMS

BMS предназначено для систем 12, 24 и 48 V.

Для получения дополнительной информации, обратитесь к техническому персоналу на нашем сайте.

 

ЕСЛИ посмотреть прайс-лист - Прайс-лист стоимость Литий-железо-фосфатный аккумулятора (LiFePO4 или LFP) выше стоимости AGM аккумулятора в 5,4 раза, количество зарядов-разрядов больше в 6 раз, габариты и вес меньше на 30%, емкость LiFePO4 при температуре -20составляет 50%,  а AGM меньше. То есть экономически более выгоден Литий-железо-фосфатный аккумулятор.

Наш электронный адрес:       tsolar@mail.ru 

ПЕРЕЙТИ на страницы:

ОБОРУДОВАНИЕ
- ВЕТРОГЕНЕРАТОРЫ (ГИБРИДНЫЕ)
- Электрические Системы БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ
- Готовые ЭНЕРГОСИСТЕМЫ
- СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ
- МОНТАЖ СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ
- ЭЛЕКТРОСОЕДИНЕНИЯ СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ
- КОНТРОЛЛЕРЫ ШИМ
- ИНВЕРТОРЫ для автономных систем
- ДОП ОБОРУДОВАНИЕ для энергосистем
- ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА промышленных АКБ
- VICTRON ENERGY
- Сетевые инверторы FRONIUS
- Сетевые инверторы SMA

ПРАКТИКА
ФОТОГАЛЕРЕЯ - НЕКОТОРЫЕ НАШИ РАБОТЫ
Солнечная энергосистема в Невской Дубровке
Солнечная энергосистема фермерского хозяйства
ЭНЕРГОСИСТЕМА ЯХТЫ 
Дом на воде
Бесперебойное питание 3-D кинотеатра 
Трехфазная система бесперебойного питания
Автодом
Монтаж солнечных панелей на грунт
Солнечная энергосистема загородного дома
Солнечная энергосистема с использованием LiFePO4 АКБ
Инверторно-генераторная энергосистема
Солнечная энергосистема на основе EasySolar
Солнечная энергосистема 15 кВт Омск, п.Красноярка
Солнечная энергосистема газовой скважины

Оставьте заявку прямо сейчас!
Адрес:
Санкт-Петербург,  194017, Проспект Тореза, дом 98, корпус 1.
Телефон:
8 (800) 511-07-57

Звонок по России бесплатный

Copyright © 2010 - 2018 ООО "ТРИО"