Wprowadzenie

Akumulatory przechowują energię elektryczną w formie chemicznej i mogą uwalniać ją w postaci prądu elektrycznego, gdy jest to potrzebne. Są szeroko stosowane do zasilania różnych urządzeń, w tym telefonów komórkowych, laptopów, rozruszników samochodowych i wielu innych. W systemach energetyki słonecznej akumulatory odgrywają kluczową rolę w magazynowaniu i dystrybucji energii.

Akumulatory elektryczne wykorzystują reakcje chemiczne do przechowywania i uwalniania energii. Składają się z dwóch lub więcej elektrod oddzielonych elektrolitem. Podczas rozładowania zachodzą reakcje chemiczne w elektrodach i elektrolitach, przekształcając energię chemiczną w energię elektryczną.

Jednym z najczęstszych przykładów akumulatora elektrycznego jest akumulator rozruchowy (kwasowo-ołowiowy).

Akumulatory o różnych napięciach

Akumulatory występują w różnych zakresach napięć, w zależności od ich konstrukcji i zastosowania. Główne typy akumulatorów o różnych napięciach to:

a) Akumulatory niskonapięciowe: Są to akumulatory o napięciu do 12 woltów. Są powszechnie używane w urządzeniach, takich jak akumulatory samochodowe (12V), akumulatory motocyklowe (6V lub 12V) oraz akumulatory do elektroniki przenośnej (3,7V lub 7,4V).

b) Akumulatory średnionapięciowe: Mają napięcie od 12 woltów do kilku setek woltów. Używane są w systemach fotowoltaicznych, pojazdach elektrycznych, skuterach elektrycznych i innych systemach magazynowania energii. Przykłady to akumulatory litowo-jonowe o napięciu 48V, 72V, 96V i innych.

c) Akumulatory wysokiego napięcia: Mają napięcie od kilku setek woltów do kilku kilowoltów i są wykorzystywane w dużych systemach magazynowania energii, takich jak elektrownie, sieci elektroenergetyczne i aplikacje przemysłowe. Na przykład akumulatory litowo-jonowe o napięciu 400V, 800V i wyższym są powszechnie stosowane.

Ważne: W elektrowniach słonecznych zazwyczaj stosuje się akumulatory średnionapięciowe, takie jak 12/24/48V, oraz akumulatory wysokiego napięcia o różnych wartościach napięcia.

Nowoczesne typy akumulatorów: kwasowo-ołowiowy, AGM, GEL, węglowy, LiFePo4

Istnieje wiele typów akumulatorów, a nowe technologie są stale opracowywane. W tej sekcji skupimy się na najbardziej znanych typach używanych w systemach energetyki słonecznej:

1. Akumulator kwasowo-ołowiowy (rozruchowy)

Obraz akumulatora kwasowo-ołowiowego rozruchowego, używanego do dostarczania dużych impulsów mocy do uruchamiania pojazdów lub systemów energetycznych, ukazujący jego typowy design i zaciski

Akumulator kwasowo-ołowiowy z elektrolitem zalanym, znany również jako akumulator rozruchowy, jest tani, ale nieodpowiedni do systemów fotowoltaicznych z powodu jego przeznaczenia do krótkotrwałych impulsów mocy (np. uruchamianie samochodu). Używanie akumulatorów samochodowych w systemach słonecznych może prowadzić do szybkiej degradacji z powodu ciągłego zapotrzebowania na wysoką moc.

2. Akumulator AGM (Absorbent Glass Mat)

Obraz akumulatora AGM (Absorbent Glass Mat), pokazujący jego szczelną konstrukcję używaną w aplikacjach głębokiego cyklu i zasilania awaryjnego, bez konieczności konserwacji

Opracowany w latach 70. XX wieku, akumulator AGM stanowi kolejny etap ewolucji akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Są to akumulatory bezobsługowe, szczelnie zamknięte, w których elektrolit jest wchłonięty w matę szklaną. Akumulatory AGM mogą być używane w systemach słonecznych przy współczynniku rozładowania wynoszącym 20–25% ich pojemności. Na przykład akumulator AGM o pojemności 100Ah może obsługiwać obciążenie 230V do 240–310W.

3. Akumulator GEL

Obraz akumulatora GEL, prezentujący jego szczelną, odporną na wylanie konstrukcję, wykorzystywaną w aplikacjach głębokiego cyklu i niezawodnym zasilaniu awaryjnym

Akumulatory GEL zostały opracowane w latach 30. XX wieku i wykorzystują elektrolit w formie żelu. Są one bezpieczniejsze, ponieważ żel zapobiega rozlaniu i wyciekom, nawet gdy akumulator jest pochylony lub uszkodzony. Akumulatory GEL mają również długą żywotność, wytrzymując do 800 cykli przy głębokości rozładowania 100%. Są odpowiednie do systemów słonecznych, ale mają wyższą cenę.

4. Akumulator węglowy

Obraz akumulatora węglowego, pokazujący jego konstrukcję stosowaną do magazynowania energii w głębokich cyklach z poprawioną wydajnością i dłuższą żywotnością w porównaniu do tradycyjnych akumulatorów kwasowo-ołowiowych

Akumulatory węglowe lub oparte na grafenie to ulepszona wersja technologii AGM i GEL. Są to akumulatory szczelne i bezobsługowe, które oferują do 2000 cykli przy 100% głębokości rozładowania, co czyni je solidnym wyborem dla systemów słonecznych. Jednak są one również droższe.

5. Akumulator LiFePo4 (Litowo-Żelazo-Fosforowy)

Obraz akumulatora LiFePO4 (Litowo-Żelazo-Fosforowego), znany z lekkiej konstrukcji, długiej żywotności i bezpieczeństwa w zastosowaniach wysokiej mocy

Akumulatory LiFePo4 zostały opracowane w 1996 roku i są znane z wysokiego bezpieczeństwa, stabilności oraz długowieczności, co sprawia, że są idealne do nowoczesnych systemów energetyki słonecznej. Z żywotnością ponad 9000 cykli, akumulatory LiFePo4 są preferowanym wyborem w pojazdach elektrycznych i dużych systemach magazynowania energii. Zapewniają stabilne napięcie, co upraszcza projektowanie systemów dla elektrowni słonecznych.

Poznaj więcej na temat zalet baterii LiFePo4, sprawdź artykuły:

Wniosek

Wybór odpowiedniej baterii do systemu zasilania solarnego zależy od twoich potrzeb i budżetu. Chociaż akumulatory kwasowo-ołowiowe mogą wydawać się ekonomiczne, nie nadają się do ciągłego zasilania. Baterie AGM, GEL, węglowe i LiFePo4 oferują lepszą wydajność i są lepszymi opcjami dla instalacji solarnych. Każdy typ ma unikalne zalety pod względem trwałości, konserwacji i mocy wyjściowej, co pozwala na znalezienie najlepszego rozwiązania dla twojego systemu.