Fórum

Olovené batérie pre ukladanie solárnej energie

Olovené batérie pre ukladanie solárnej energie
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  214 zobrazení
1
 0
Výroba energie alternatívnym spôsobom

Vyrobiť si vlastnú elektrinu je dnes naozaj jednoduché, život nám však komplikuje nestálosť výroby elektrickej energie z obnoviteľných zdrojov. Elektrinu môžu vyrábať v inom čase, než kedy ju naozaj potrebujeme. Tzv. "Fázový posun" medzi výrobou elektriny a jej spotrebou pomáhajú riešiť akumulátory.

Olovené akumulátory sú známe približne 140 rokov a ide dnes vďaka autobateriím o jeden z najrozšírenejších typov. Aj keď sa stále viac presadzujú batérie na báze lítia, trakčné olovené batérie sú stále pomerne obľúbené pre zálohovanie alebo pre ukladanie elektriny v ostrovných a hybridných fotovoltaických systémoch.

Olovené trakčné akumulátory

Olovená batéria je súbor niekoľkých spojených galvanických elektrochemických článkov s olovenými elektródami, ktoré sú uložené v elektrolyte. Ako elektrolyt slúži vodný roztok kyseliny sírovej. Elektrolyt môže byť v olovených batériách v niekoľkých formách - ako tekutina, ako kyselinou nasiaknutá sklená vata (AGM) a alebo ako gél.

Gélové a AGM batérie majú obmedzenú produkciu výbušnej zmesi vodíka a kyslíka. Do ich elektrolytu nie je potreba priebežne dopĺňať demineralizovanú vodu. AGM a gélové akumulátory sú preto označované ako bezúdržbové, možno ich používať vo vnútorných priestoroch bez odvetrania.

Na rozdiel od tzv. štartovacích olovených akumulátorov majú trakčné batérie inú konštrukciu elektród a iné výkonnostné parametre. Trakčné batérie sú konštruované na nižší vybíjací prúd, ale zvládajú väčší počet nabíjacích cyklov a o niečo hlbšiu úroveň vybitia. Trakčné batérie sú preto vhodné pre použitie v solárnych systémoch, naopak autobatérie sa pre tento účel svojou povahou vôbec nehodia. Stacionárne (staničné) akumulátory sú určené pre záložné systémy napríklad v telekomunikáciu alebo pre núdzové osvetlenie.

U olovených batérií platí, že čím menej sa pri jednotlivých cykloch vybíjajú (depth of discharge - DoD), tým viac cyklov vydržia. Čím rýchlejšie sa akumulátor vybíja, tým nižšiu má účinnosť. Veľmi hlboké vybitie u olovených akumulátorov spôsobuje tzv. Sulfatáciu elektród a tým nezvratné zníženie ich kapacity.

Tento typ batérií horšie znáša extrémne teploty. Kapacita batérie klesá o 1% s poklesom teploty o 1 ° C. Naopak pri zvýšených teplotách kapacita mierne rastie, ale skracuje sa životnosť batérie. Pri vyšších teplotách rastie aj rýchlosť ich samovybíjania.

Výhody olovených batérií Nevýhody olovených batérií

sú ľahko dostupné za dobrú cenu
vysoký počet cyklov pri nízkom DoD
nízke samovybíjanie (cca 5% / mesiac)
sú odolné proti prebíjaniu
ľahko sa recyklujú

majú nízky pomer kapacita / váha
sú objemné
nemajú rady výkyvy teplôt
môžu sa prehrievať pri dobíjaní
neznáša vysoké vybíjací prúdy

 

Olovené batérie určené pre solárne systémy

Väčšina výrobcov batérií dnes má v ponuke typ určený špeciálne pre využitie v solárnych systémoch. K dostaniu sú v podobe monoblokov o napätí 2V, 6V a 12V s tým, že požadovaného systémového napätie akumulátorovej zostavy je dosiahnuté pomocou sériového zapojenia jednotlivých batérií.

Zvolené systémové napätie akumulátorové zostavy musí zodpovedať napätiu, na ktorom pracujú aj ostatné prvky ostrovného alebo hybridného solárneho systému, teda predovšetkým regulátor dobíjania a prípadne striedač. Systémové napätie batérií a ich zapojenie v zostave musí zodpovedať limitom pre vybíjacie a nabíjacie prúdy pri maximálnej záťaži.

Solárna olovené batérie existujú vo všetkých vyššie uvedených prevedeniach - flooded (elektródy zaplavenej kvapalným elektrolyt), AGM (Absorbed glass-mat) a gélové. Cenovo sa batéria líšia podľa typu prevedenia a cenové rozdiely sú aj medzi jednotlivými výrobcami.

Často kladené otázky

V akých jednotkách sa udáva kapacita olovených batérií?

Kapacita akumulátorov sa udáva v ampérhodinách (Ah), a to pre rovnomerné celkové vybitie batérie počas určitej doby. Kapacita batérií sa líši podľa doby, počas ktorej budeme batériu rovnomerne vybíjať. Kapacita označená ako C (10) znamená kapacitu akumulátora, ktorý je úplne vybitý počas 10 hodín. C (100) je označenie pre kapacitu, kedy je akumulátor vybíjaný po dobu 100 hodín.

Čím dlhšia doba vybíjania, tým väčšia je kapacita batérie. Kapacita C (100) môže byť u niektorých typov batérií až dvojnásobná oproti C (10). U solárnych akumulátorov sa udávajú kapacity pre vybitia počas 1, 5, 10, 20 a 100 hodín. Výber vhodnej kapacity akumulátorov by mal byť vykonaný s ohľadom na dobu a hĺbku vybíjania.

Ako sa zapájajú akumulátory v solárnych systémoch?

Zapojením batérií do série sa sčíta ich nominálne napätie, paralelným zapojením sa sčíta ich nominálny prúd. Ak chceme z 2oj voltových batérií postaviť úložisko o napätí 12V, potom potrebujeme 6 kusov zapojených do série (6x2V = 12V).

Ďalšie série o 6 kusoch potom môžeme k existujúcim pripájať paralelne tak, aby bolo zachované napätie 12V. Pri rozširovaní akumulátorovej banky používame vždy rovnaký typ a kapacitu ako boli pôvodné batérie.

Ako správne nabíjať olovené akumulátory?

Olovené solárne batérie by nemali byť trvalo prebíjané, alebo naopak dobíjané nedostatočne. Existuje niekoľko rôznych nabíjacích charakteristík. Charakteristika U - konštantné nabíjacie napätie, I - konštantný nabíjací prúd, W - konštantný nabíjací výkon (pomer I / U) a pulzný nabíjania. Ďalej je možné jednotlivé charakteristiky počas nabíjania kombinovať, napríklad IU.

Pre každý typ akumulátora je vhodná iná charakteristika dobíjania. U gélových a AGM batérií (12V) nesmie dobíjacie napätie nikdy prekročiť tzv. Zplyňovacie napätie 14,4 resp. 14,6V, kedy by dochádzalo v batérii k elektrolýze vody. Plne nabitý akumulátor by mal mať napätie naprázdno 12,6V až 12,8V, naopak plne vybitý nie menej ako 11,8V.

Je tiež potrebné myslieť na kompenzáciu vplyvu teploty, pretože tabuľkové hodnoty nabíjania sú stanovené pre teplotu okolia 25 ° C. S poklesom teploty o 10 ° C by kompenzácia napätie mala činiť + 0,3V u 12V batérie. To je dôležité hlavne u celoročne prevádzkovaných ostrovných systémov, kde sú akumulátory uložené v nevykurovanom priestore.


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár. Pridáte prvý? Za obsah komentárov je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.
Webwiki ButtonSeo servis Diallix.net VN-Experimenty Hatiar.eu