АККУМУЛЯТОРЫ

Аккумуляторы для солнечных батарей и ветрогенераторов

Основное назначение аккумуляторных батарей это накопление и хранение энергии. Возобновляемые источники энергии, все плотнее входят в наш быт. Поскольку энергия солнца и ветра не характеризуются постоянством, то существует острая потребность эффективного накопления и хранения энергии, полученной с их использованием. Для этого, как правило, применяются аккумуляторы типа AGM, GEL и литиевые. Наименьшую стоимость имеют батареи, изготовленные по технологии AGM, а наиболее дорогие литиевые. Основными параметрами на которые следует обращать внимание при выборе  аккумуляторов для автономных систем электроснабжения, являются их долговечность и способность выдерживать глубокие циклы разряда-заряда без повреждений.                   

AGM батареи 

В свинцово-кислотных аккумуляторных батареях, изготовленных по технологии AGM, электролит находится в связанном состоянии в сепараторах, выполненных из высокопористого материала. Благодаря технологии AGM, батареи лучше переносят глубокие разряды, чем обычные свинцово-кислотные аккумуляторы с жидким электролитом. Корпус аккумуляторов, как правило, выполнен из прочного термоустойчивого пластика с применением клапанов сброса давления (VRLA), что обеспечивает высокую безопасность и прекрасную герметичность батарей.

AGM расшифровывается как Absorbent Glass Mat и означает «абсорбирующая прокладка из стекловолокна». Внутри AGM-аккумулятора между его плюсовыми и минусовыми пластинами находятся высокопористые стекловолоконные изолирующие прокладки (сепараторы), которые впитывают жидкий электролит и не позволяют ему растечься. Пластины в батарее собраны в плотно обжатый пакет, поэтому активная масса не склонна к осыпанию, что в результате обеспечивает способность лучше и больше переносить циклические глубокие разряды, чем обычные жидкостные аккумуляторы.

GEL батареи 

Герметизированные, необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, изготовленные по технологии GEL сохраняют удивительную живучесть при ежедневных циклических режимах эксплуатации и обладают повышенной энергоемкостью. Корпус аккумуляторов, как правило, выполнен из качественного прочного термоустойчивого пластика с применением клапанов сброса давления (VRLA), что обеспечивает высокую безопасность и прекрасную герметичность батарей. Преимуществом гелевых аккумуляторов является также низкий уровень саморазряда, повышенная стойкость к высокой температуре, ударным и вибрационным нагрузкам. Они не требуют никакого обслуживания, имеют улучшенную характеристику по принятию заряда динамического типа и более высокую пусковую мощность.

В аккумуляторах, выполненных по технологии GEL, электролит между пластинами находится не в жидкой форме, а в виде силикагеля – желеобразной субстанции с высокой пористостью, которая образуется при добавлении специальной кремниевой присадки. Это обеспечивает устойчивость аккумуляторов к глубоким разрядам, не повреждая их, а также увеличивает количество циклов заряда-разряда, позволяя успешно работать в системах с использованием возобновляемых источников энергии. 

VRLA аккумуляторы  

Отличительной особенностью аккумуляторов с клапанами сброса VRLA по сравнению с обычными аккумуляторами с жидкой кислотой является технология рекомбинации газов («рекомбинация кислорода»). В результате свободный кислород и водород удерживаются в корпусе аккумулятора и превращаются в воду, что освобождает от необходимости добавления воды в течение всего срока службы батареи и увеличивает безопасность во время эксплуатации. При этом избыток газа, возникающий при перезарядке аккумулятора и повышении давления внутри корпуса, выпускается через самозакрывающийся предохранительный клапан, установленный в крышке каждой ячейки.

*VRLA (Valve Regulated Lead-Acid battery) – свинцово-кислотные аккумуляторы с регулирующим клапаном.

Литиевые аккумуляторы  

Литиевые аккумуляторы являются экологически безопасными, энергоемкими, могут долго работать без перезарядки, находятся в рабочем состоянии при низких температурах. При производстве новых литий-ионных аккумуляторов используется наноструктурированный катодный материал литий-железо-фосфат (LiFePO4), который обеспечивает оптимальное соотношение цена/качество. Аккумуляторы на его основе имеют высокую плотность энергии, безопасны и просты при производстве, что делает их сравнительно недорогими и доступными.

Литий-ионные аккумуляторы идеально подходят для накопления энергии, получаемой из возобновляемых источников - энергии солнца, ветра и воды, поскольку они прекрасно работают в режимах глубокой цикличности (разряда-заряда), свойственной автономным системам электроснабжения. 

Количество циклов при глубине разряда 80%* составляет не менее 2000 циклов, а при 100% разряде (нештатный режим) до 1000 циклов! 

При глубине разряда до 25% ресурс батареи определяется не количеством циклов,  а условиями эксплуатации. При хранении и эксплуатации в нормальных условиях: температура – 25±5°С, давление – 101,3±10 кПа, влажность не более 60%, отсутствие вибрации и механических ударов срок службы составляет 15-20 лет. Это огромное преимущество по сравнению с серно-кислотными батареями типа гелевых (GEL) или AGM, срок службы которых, даже при идеальных условиях эксплуатации, в циклическом режиме вряд ли составит более 7-8 лет.     

* т.е. оставшийся заряд батареи равен 20%.

Преимущества

Преимущества литий-ионных аккумуляторов:

– высокая плотность энергии до 110 Вт*ч/кг;

– значительно легче, чем серно-кислотные аккумуляторы;

– высокая долговечность в циклическом режиме эксплуатации;

– выдерживают 100% разряд без певреждений; 

– срок службы до 20 лет;

– эффективная работа  в широком температурном диапазоне от -40°С до +60°С;

– литий-железо-фосфатные (Li-Fe) аккумуляторы более устойчивы к морозу;

– снижение эксплуатационных расходов;

– быстрое восстановление заряда.