Подробно об АКБ для автономных и резервных систем
Рассмотрим АКБ традиционно используемые для ИБП и солнечных электростанций и поставляемые нашей компанией.
Свинцово-кислотные АКБ изготовленные по технологии AGM
AGM (Absorbent Glass Mat). Гермитизированные необслуживаемые аккумуляторы. Их отличие от классических свинцово-кислотных аккумуляторов в том, что электролит в них абсорбированный а не жидкий.
Рекомендуются только для резервного питания (буферный режим) в составе ИБП. В буферном режиме срок службы таких аккумуляторв может достигать 8-10 лет.
В составе автономной системы AGM аккумуляторы не эффективны т.к. чувствительны к глубокому разряду. В составе автономной системы их срок службы вряд ли превысит 3-5 лет.
Свинцово-кислотные АКБ изготовленные по технологии GEL
Также как и AGM гелиевые аккумуляторы являются необслуживаемыми. Электролит в них тоже загущен но не абсорбирован а зажижен в гель с помощью двуокиси кремния.
Гелиевые аккумуляторы повсеместно используются как в автономных так и в резервных системах. Однако для резервных систем мы рекомендуем использовать тяговые-панцирные либо литий-железно фосфатные АКБ т.к. ресурс гелиевых аккумуляторах а составе автономной системы будет составлять не более 10 лет.
Оптимально решение для автономных систем по соотношению цена-срок службы. Данные АКБ в отличи от рассмотренных ранее являются обслуживаемыми. В них необходимо менять электролит (1 раз в 3-5 лет). Поставляются такие аккумуляторы не заправленными, заливать в них электролит необходимо самостоятельно.
Данные аккумуляторы имеют вольтаж 2В, что на первый взгляд представляется как недостаток, но на самом деле является достоинством. На самом деле качество 12 вольтовых аккумуляторов ниже чем у 2В. Это вытекает из технологии изготовления аккумуляторов. Дело в том, что 12 вольтовые аккумуляторы состоят из 6 "банок" по 2В соединенных в общий корпус, как если бы это были последовательно соединенные АКБ по 2В но только внутри одного 12 вольтового аккумулятора. Дорогостоящие и долговечные промышленные аккумуляторы используемые на заводах и железно-дорожных объектах редко имеют напряжение выше 2-4 вольт. Для повышения долговечности вашей автономной или резервной системы мы рекомендуем собирать массив из тяговых-панцирных АКБ.
Из минусов данных АКБ следует отметить то, что они при работе выделяют водород, что обязывает содержать системы с данными АКБ в проветриваемом нежилом помещении. Еще необходимо время от времени доливать дистилированную воду. Однако этот недостаток можно устранить с помощью пробок рекуператоров водорода.
Данные пробки рекуперации водорода делают тяговые-панцирные АКБ почти не обслуживаемыми, а также многократно снижают требование к вентилированию помещения.
Сроки службы тяговых-панцирных АКБ в полной автономии могут доходить до 15 лет.
Литий-железно фосфатные АКБ (LiFePo4)
Наиболее долговечные АКБ из всех представленных в нашем ассортименте. Выдерживают до 5000 циклов разрядов-зарядов! Срок службы в автономном режиме - до 20 лет. В буферном режиме - до 30 лет. К плюсам данных АКБ также можно отнести их низкий вес и компактные габариты, позволяющие размещать массивы в 19" дюймовых шкафах, что является безусловным шагом в сторону эстетики.
Объединение АКБ в массивы для увеличения напряжения и емкости.
Разберем способы синхронизации аккумуляторов для работы массива в составе автономного или резервного источника питания.
1) При последовательном соединении емкость остается как у одного АКБ, но увеличивается напряжение. Например при последовательном соединении двух аккумуляторов на 12 В 200 Ач напряжение массива составит 24 В а емкость останется 200 Ач.
2) При параллельном соединении напряжение остается прежним, но увеличивается емкость массива. На том же примере двух АКБ емкостью 200 Ач и напряжением 12 В мы получим массив с напряжением 12 В и емкостью 400 Ач.
3) При параллельно-последовательном соединении увеличивается и емкость и напряжение массива. Это достаточно распространенная необходимость, например Вам необходимо получить аккумуляторный массив для ИБП или инвертора с входящим напряжением 24 В, емкость массива при этом должна составлять 400 Ач, при этом мы имеем аккумуляторы 12 В 200 Ач. В этом случае необходимо получить 2 группы АКБ емкостью 24 В и 200 Ач объеденив их параллельно-последовательно как показано на рисунке ниже.
Обратите внимание – на данной схеме что если минус инвертора подключён к первому АКБ, а плюс – к последнему. Это сделано для того, чтобы компенсировать сопротивление перемычек соединяющих аккумуляторы. В противном случае, из-за сопротивления перемычек, «дальний» АКБ будет не до конца заряжаться и разряжаться.
Энергоемкость массива АКБ
Показатели емкость и вольтаж (напряжение) составляют энергоемкость аккумулятора. Таким образом один аккумулятор 2В 600Ач, по своей энергоёмкости соответствует одному АКБ 12В 100Ач. Поэтому всегда следует обращать внимание на оба показатель (вольтаж и емкость). Стоимость АКБ для автономных и резервных систем всегда складывается из стоимости всего массива.
Когда речь идет об аккумуляторной батарее традиционно представляется 12В по аналогии с автомобильными АКБ. Однако в линейке АКБ для автономных и резервных систем представляемых нашей компании 12В имеют только свинцово-кислотные АКБ изготовленные по технологии GEL и AGM. Наиболее подходящие по "цене-качеству" тяговые-панцирные АКБ имеют вольтаж 2В. А наиболее удачные по сроку службы литий-железно фосфатные (LiFePo4) имеют напряжение 3.2В. Следует обязательно учитывать этот момент при расчете системы ИБП или солнечной электростанции.
Так для получения массива АКБ 24В 400Ач на основе тяговых-панцирных АКБ необходимо 12 АКБ по 2В и емкостью 400Ач.
А для получения того же вольтажа 24В из литий железно-фосфатных АКБ (LiFePo4) имеющих напряжение 3.2В следует соединить последовательно 8 АКБ (точный вольтаж будет равен 25,6, однако входящее напряжение большинства предлагаемых нами инверторов и ИБП подразумевают некоторый "люфт" в напряжении как в большую так и в меньшую сторону)
Глубина разряда АКБ
Для максимальной продолжительности службы, АКБ не должны разряжаться менее 80%. Исключение составляют аккумуляторы глубокого разряда. Например Тяговые-панцирные АКБ и LiFePo4. Также менее чувствительны к глубокому разряду свинцово-кислотные АКБ изготовленные по технологии GEL. Таким образом из линейки АКБ для автономных и резервных систем наиболее чувствительными к глубокому разряду являются AGM.
Аккумуляторы для солнечной электростанции
Задача аккумуляторной батареи для солнечной электростанции заключается в том, чтобы накапливать заряд, после чего отдавать его для конечных потребителей – электрических приборов. Если АКБ в цепи отсутствует, нарушается цикличность работы. И при отсутствии основного источника элементы, питающиеся от системы, перестанут работать. Исключение составляют сетевые солнечные электростанции, в них отсутствует массив АКБ и энергия от солнечных батарей идет напрямую в сеть. Безусловным минусом такой системы является ее нестабильность. При отсутствии солнца - отсутствует электричество.
Схема подключения сетевой солнечной электростанции (без массива АКБ)
Схема подключения резервной солнечной электростанции с массивом АКБ
Виды АКБ используемых в солнечной энергетике
Для солнечной энергетике традиционно используются несколько видов АКБ:
Тяговые-панцирные АКБ – могут использоваться в местах, где обеспечена хорошая вентиляция, т.к. данные АКБ выделяют водород. Чтобы разместить такие АКБ в жилом помещении необходимо использовать пробки рекуперации водорода.
Герметичные OPZV и заливные OPZS – крайне дорогостоящие АКБ. Используются в основном на промышленных объектах и железной дороге. Прирост их долговечности не сопостовим приросту цены.
Литий железно-фосфатные (LiFepo4) - наиболее подходящее решение по критерию - долговечность. В составе солнечной электростанции такие АКБ будут работать до 15 лет.