Вступ

Батареї зберігають електричну енергію в хімічній формі і можуть вивільняти її як електричний струм за потреби. Вони широко використовуються для живлення різних пристроїв, включаючи мобільні телефони, ноутбуки, стартери автомобілів та інше. У сонячних енергетичних системах батареї відіграють критично важливу роль у зберіганні та розподілі енергії.

Електричні батареї використовують хімічні реакції для зберігання та вивільнення енергії. Вони складаються з двох або більше електродів, розділених електролітом. Під час розряду в електродах і електроліті відбуваються хімічні реакції, які перетворюють хімічну енергію в електричну енергію.

Одним із найбільш поширених прикладів електричної батареї є акумулятор автомобільного стартера (плавна свинцево-кислотна батарея).

Батареї з різними напругами

Батареї існують у різних діапазонах напруги в залежності від їх конструкції та застосування. Основні типи батарей з різними напругами включають:

a) Батареї низької напруги: Це батареї з напругою до 12 вольт. Вони широко використовуються в пристроях, таких як автомобільні батареї (12V), мотоциклетні батареї (6V або 12V) і батареї для портативної електроніки (3.7V або 7.4V).

b) Батареї середньої напруги: Ці батареї мають напругу від 12 вольт до кількох сотень вольт. Вони використовуються в сонячних енергетичних системах, електричних транспортних засобах, електроскутерах та в інших системах накопичення енергії. Прикладом є літій-іонні батареї з напругою 48V, 72V, 96V та більше.

c) Батареї високої напруги: Ці батареї варіюються від кількох сотень вольт до кількох кіловольт і використовуються в системах накопичення енергії великого масштабу, таких як електростанції, електричні мережі та промислові застосування. Наприклад, літієві батареї з напругою 400V, 800V і вище є звичайними.

Важливо: Сонячні електростанції зазвичай використовують батареї середньої напруги, такі як 12/24/48V, та батареї високої напруги різних значень напруги.

Сучасні типи батарей: свинцево-кислотні, AGM, GEL, вуглецеві, LiFePo4

Існує багато типів батарей, причому нові постійно розробляються. У цьому розділі ми зосередимося на найбільш відомих типах, які використовуються в сонячних енергетичних системах:

1. Свинцево-кислотна батарея-стартера

Зображення свинцево-кислотної батареї-стартера, що використовується для забезпечення високого потужного імпульсу для запуску транспортних засобів або енергетичних систем, з показом її типового дизайну та клем

Свинцево-кислотна батарея з плаваючим електролітом, більш відома як акумулятор стартера автомобіля, є бюджетним варіантом, але не підходить для сонячних електростанцій через її конструкцію для коротких імпульсів потужності (наприклад, запуск автомобіля). Використання автомобільних батарей у сонячних системах може призвести до швидкого зношування через постійний високий попит на потужність.

2. AGM (Абсорбуюча скляна мат) батарея

Зображення AGM (Абсорбуюча скляна мат) батареї з показом її закритого дизайну, який використовується для глибоких циклів і резервного живлення без обслуговування

Розроблена в 1970-х роках, AGM батарея представляє собою наступний етап еволюції свинцево-кислотних батарей. Це без обслуговування, герметичні батареї, в яких електроліт поглинається в скляну мату. AGM батареї можуть використовуватися в сонячних системах з швидкістю розряду 20-25% їх потужності. Наприклад, 100Ah AGM батарея може витримати навантаження 230V до 240-310W.

3. GEL батарея

Зображення гелевої батареї з її закритим, непроливним дизайном, що використовується для глибоких циклів і надійного резервного живлення

GEL батареї були розроблені в 1930-х роках і використовують електроліт у гелевій формі. Ці батареї є більш безпечними, оскільки гель запобігає розливу та витіканню, навіть коли батарея нахилена або пошкоджена. GEL батареї також мають тривалий термін служби, витримуючи до 800 циклів при 100% глибині розряду. Вони підходять для сонячних систем, але мають вищу ціну.

4. Вуглецева батарея

Зображення вуглецевої батареї з акцентом на її конструкцію, що використовується для глибокого накопичення енергії з покращеною продуктивністю і тривалим терміном служби в порівнянні з традиційними свинцево-кислотними батареями

Вуглецеві або графенові батареї є вдосконаленням технологій AGM та GEL. Ці герметичні і без обслуговування батареї забезпечують до 2000 циклів при 100% глибині розряду, що робить їх надійним вибором для сонячних систем. Проте вони, як правило, також дорожчі.

5. LiFePo4 (Літій-залізо-фосфат) батарея

Зображення LiFePO4 (Літій-залізо-фосфат) батареї, відомої своєю легкістю, тривалим терміном служби і безпекою в умовах високої потужності

Батареї LiFePo4 були розроблені в 1996 році і відомі своєю високою безпекою, стабільністю та довговічністю, що робить їх ідеальними для сучасних сонячних енергетичних систем. Завдяки терміну служби понад 9000 циклів, батареї LiFePo4 є переважним вибором у електричних транспортних засобах та системах накопичення енергії великого масштабу. Вони забезпечують стабільний вихідний напруги, спрощуючи проектування систем для сонячних станцій.

Досліджуйте більше про переваги батарей LiFePo4, переглянувши статті:

Висновок

Вибір правильної батареї для вашої сонячної енергетичної системи залежить від ваших потреб та бюджету. Хоча свинцево-кислотні батареї можуть здаватися економічними, вони не підходять для безперервних потреб у постачанні енергії. AGM, GEL, вуглецеві та LiFePo4 батареї пропонують покращену продуктивність і є кращими варіантами для сонячних установок. Кожен тип має свої унікальні переваги в плані тривалості служби, обслуговування та виходу потужності, що дозволяє знайти найкраще рішення для вашої системи.