Введение

Аккумуляторы хранят электрическую энергию в химической форме и могут высвобождать ее в виде электрического тока при необходимости. Они широко используются для питания различных устройств, включая мобильные телефоны, ноутбуки, автомобильные стартеры и многое другое. В системах солнечной энергии аккумуляторы играют важнейшую роль в хранении и распределении энергии.

Электрические аккумуляторы используют химические реакции для хранения и высвобождения энергии. Они состоят из двух или более электродов, разделенных электролитом. Во время разрядки в электродах и электролите происходят химические реакции, преобразующие химическую энергию в электрическую.

Одним из наиболее распространенных примеров электрического аккумулятора является автомобильный стартерный (заливной свинцово-кислотный) аккумулятор.

Аккумуляторы с различным напряжением

Аккумуляторы выпускаются с различными диапазонами напряжения в зависимости от их конструкции и применения. Основные типы аккумуляторов с различным напряжением включают:

а) Низковольтные аккумуляторы: Это аккумуляторы с напряжением до 12 вольт. Они широко используются в таких устройствах, как автомобильные аккумуляторы (12В), мотоциклетные аккумуляторы (6В или 12В) и аккумуляторы для портативной электроники (3.7В или 7.4В).

б) Аккумуляторы среднего напряжения: Имеют напряжение от 12 вольт до нескольких сотен вольт. Они используются в системах солнечной энергии, электромобилях, электроскутерах и других системах хранения энергии. Примерами являются литий-ионные аккумуляторы с напряжением 48В, 72В, 96В и более.

в) Высоковольтные аккумуляторы: Диапазон от нескольких сотен вольт до нескольких киловольт, используются в крупномасштабных системах хранения энергии, таких как электростанции, электрические сети и промышленные применения. Например, часто используются литиевые аккумуляторы с напряжением 400В, 800В и выше.

Важно: Солнечные электростанции обычно используют аккумуляторы среднего напряжения, такие как 12/24/48В, и высоковольтные аккумуляторы различных значений напряжения.

Современные типы аккумуляторов: свинцово-кислотные, AGM, GEL, углеродные, LiFePo4

Существует множество типов аккумуляторов, и постоянно разрабатываются новые. В этом разделе мы сосредоточимся на наиболее известных типах, используемых в системах солнечной энергии:

1. Свинцово-кислотный стартерный аккумулятор

Изображение свинцово-кислотного стартерного аккумулятора, используемого для обеспечения высокого импульса мощности для запуска транспортных средств или энергетических систем, демонстрирующее его типичную конструкцию и клеммы

Свинцово-кислотный аккумулятор с жидким электролитом, более известный как автомобильный стартерный аккумулятор, является бюджетным вариантом, но не подходит для солнечных электростанций из-за его конструкции, рассчитанной на короткие импульсы мощности (например, для запуска автомобиля). Использование автомобильных аккумуляторов в солнечных системах может привести к быстрой деградации из-за постоянной высокой потребности в мощности.

2. AGM (Absorbent Glass Mat) аккумулятор

Изображение AGM (Absorbent Glass Mat) аккумулятора, показывающее его герметичную конструкцию, используемую для глубоких циклов и резервного питания с необслуживаемой работой

Разработанный в 1970-х годах, AGM аккумулятор представляет собой следующий этап в эволюции свинцово-кислотных аккумуляторов. Это необслуживаемые, герметичные аккумуляторы, где электролит впитан в стекловолоконный мат. AGM аккумуляторы могут использоваться в солнечных системах с глубиной разряда 20-25% от их емкости. Например, AGM аккумулятор на 100Ач может обеспечить нагрузку 230В мощностью до 240-310Вт.

3. GEL аккумулятор

Изображение гелевого аккумулятора, демонстрирующее его герметичную, защищенную от протечек конструкцию, используемую для глубоких циклов и надежного резервного питания

GEL аккумуляторы были разработаны в 1930-х годах и используют электролит в гелевой форме. Эти аккумуляторы более безопасны, так как гель предотвращает проливание и утечку даже при наклоне или повреждении аккумулятора. GEL аккумуляторы также имеют длительный срок службы, выдерживая до 800 циклов при 100% глубине разряда. Они подходят для солнечных систем, но имеют более высокую цену.

4. Углеродный аккумулятор

Изображение углеродного аккумулятора, подчеркивающее его конструкцию, используемую для глубокоциклового хранения энергии с улучшенной производительностью и более длительным сроком службы по сравнению с традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами

Углеродные или графеновые аккумуляторы являются улучшением технологий AGM и GEL. Эти герметичные и необслуживаемые аккумуляторы обеспечивают до 2000 циклов при 100% глубине разряда, что делает их отличным выбором для солнечных систем. Однако они также имеют тенденцию быть более дорогими.

5. LiFePo4 (литий-железо-фосфатный) аккумулятор

Изображение LiFePO4 (литий-железо-фосфатного) аккумулятора, известного своей легкой конструкцией, длительным сроком службы и безопасностью в высокомощных применениях

Аккумуляторы LiFePo4 были разработаны в 1996 году и известны своей высокой безопасностью, стабильностью и длительным сроком службы, что делает их идеальными для современных систем солнечной энергии. Со сроком службы более 9000 циклов, аккумуляторы LiFePo4 являются предпочтительным выбором в электромобилях и крупномасштабных системах хранения энергии. Они обеспечивают стабильное выходное напряжение, упрощая проектирование систем для солнечных станций.

Узнайте больше о преимуществах аккумулятора LiFePo4, прочитав статьи:

Заключение

Выбор правильного аккумулятора для вашей системы солнечной энергии зависит от ваших потребностей и бюджета. Хотя свинцово-кислотные аккумуляторы могут казаться экономичными, они не подходят для нужд непрерывного электроснабжения. Аккумуляторы AGM, GEL, углеродные и LiFePo4 обеспечивают улучшенную производительность и являются лучшими вариантами для солнечных установок. Каждый тип имеет уникальные преимущества с точки зрения долговечности, обслуживания и выходной мощности, позволяя вам найти наилучшее соответствие для вашей системы.