Bevezetés

Az akkumulátorok elektromos energiát tárolnak kémiai formában, és szükség esetén elektromos áramként képesek azt felszabadítani. Széles körben használják különböző eszközök áramellátására, például mobiltelefonok, laptopok, autó indítók és mások. A napenergia rendszerekben az akkumulátorok kulcsszerepet játszanak az energia tárolásában és elosztásában.

Az elektromos akkumulátorok kémiai reakciókat használnak az energia tárolására és felszabadítására. Két vagy több elektródból és egy elektrolitból állnak, amelyek az elektródák között helyezkednek el. Kisülés során kémiai reakciók zajlanak le az elektródákban és az elektrolitban, amelyek a kémiai energiát elektromos energiává alakítják.

Az egyik legismertebb példa az elektromos akkumulátorokra az autó indítójának (flooded ólom-savas) akkumulátora.

Különböző feszültségű akkumulátorok

Az akkumulátorok különböző feszültség-tartományokban érhetők el a felépítésük és alkalmazásuk függvényében. A főbb akkumulátortípusok különböző feszültségekkel a következők:

a) Alacsony feszültségű akkumulátorok: Olyan akkumulátorok, amelyek feszültsége legfeljebb 12 volt. Széles körben használják őket olyan eszközökben, mint az autó akkumulátorok (12V), motorkerékpár akkumulátorok (6V vagy 12V), és hordozható elektronikai eszközök akkumulátorai (3,7V vagy 7,4V).

b) Közepes feszültségű akkumulátorok: Ezen akkumulátorok feszültsége 12 volt és több száz volt között mozog. Napenergia rendszerekben, elektromos járművekben, elektromos robogókban és más energiatároló rendszerekben használják őket. Például a lítium-ion akkumulátorok 48V, 72V, 96V és más feszültségek között.

c) Magas feszültségű akkumulátorok: Ezen akkumulátorok feszültsége több száz volt és több kilovolt között mozog, és nagyobb léptékű energiatároló rendszerekben, például erőművekben, elektromos hálózatokban és ipari alkalmazásokban használják őket. Például a lítium akkumulátorok 400V, 800V és magasabb feszültségekkel.

Fontos: A napenergia állomások általában közepes feszültségű akkumulátorokat használnak, mint például a 12/24/48V, és magas feszültségű akkumulátorokat különböző feszültségértékekkel.

Modern akkumulátortípusok: Ólom-savas, AGM, GEL, Szén, LiFePo4

Számos akkumulátortípus létezik, és folyamatosan újakat fejlesztenek. Ebben a szakaszban a napenergia rendszerekben leggyakrabban használt legismertebb típusokra összpontosítunk:

1. Ólom-savas akkumulátor indító

Ólom-savas akkumulátor indító, amely magas teljesítmény-kitörést biztosít járművek vagy energiatermelő rendszerek indításához, bemutatva a tipikus kialakítást és terminálokat

Az ólom-savas akkumulátor, amely folyékony elektrolitot tartalmaz, más néven autó indítójának akkumulátora, költséghatékony, de nem alkalmas napenergia rendszerekhez, mivel rövid ideig tartó teljesítmény-túlfeszültségre van tervezve (például az autó indításához). Autó akkumulátorok használata napenergia rendszerekben gyors romláshoz vezethet a folyamatos nagy teljesítményigény miatt.

2. AGM (Absorbens Üvegszövet) akkumulátor

AGM (Absorbens Üvegszövet) akkumulátor, bemutatva a karbantartásmentes, zárt kialakítást, amelyet mély ciklusú alkalmazásokhoz és tartalék áramellátáshoz használnak

Az 1970-es években kifejlesztett AGM akkumulátor a következő lépcsőfokot képviseli az ólom-savas akkumulátorok fejlődésében. Ezek karbantartásmentes, zárt akkumulátorok, ahol az elektrolit egy üvegszövetbe van felszívódva. Az AGM akkumulátorok használhatók napenergia rendszerekben, amelyek kisülési sebessége 20-25% a kapacitásukból. Például egy 100Ah AGM akkumulátor 230V terhelést akár 240–310W-ig képes kezelni.

3. GEL akkumulátor

GEL akkumulátor, bemutatva a zárt, szivárgásmentes kialakítást, amelyet mély ciklusú alkalmazásokhoz és megbízható tartalék áramellátáshoz használnak

A GEL akkumulátorokat az 1930-as években fejlesztették ki, és gél formájú elektrolitot használnak. Ezek az akkumulátorok biztonságosabbak, mivel a gél megakadályozza a kiömlést és szivárgást, még akkor is, ha az akkumulátor el van döntve vagy megsérül. A GEL akkumulátorok hosszú élettartammal rendelkeznek, akár 800 ciklust is kibírnak 100%-os kisülési mélységgel. Alkalmasak napenergia rendszerekhez, de magasabb árcédulával rendelkeznek.

4. Szén akkumulátor

Szén akkumulátor, bemutatva a kialakítást, amelyet mély ciklusú energiatárolásra használnak, javított teljesítménnyel és hosszabb élettartammal, mint a hagyományos ólom-savas akkumulátorok

A szén- vagy grafén alapú akkumulátorok a AGM és GEL technológiák fejlesztését képviselik. Ezek a zárt, karbantartásmentes akkumulátorok akár 2000 ciklust is képesek kezelni 100%-os kisülési mélységgel, így megbízható választásnak számítanak napenergia rendszerekhez. Azonban drágábbak is.

5. LiFePo4 (Lítium-vas-foszfát) akkumulátor

LiFePO4 (Lítium-vas-foszfát) akkumulátor, amely könnyű kialakításáról, hosszú élettartamáról és biztonságáról ismert, nagy teljesítményű alkalmazásokhoz

A LiFePo4 akkumulátorokat 1996-ban fejlesztették ki, és magas biztonságukról, stabilitásukról és hosszú élettartamukról ismertek, így ideálisak a modern napenergia rendszerekhez. Több mint 9000 ciklus élettartammal, a LiFePo4 akkumulátorok az elektrom