Раздел 3. «Характеристика и расчет электрохимических накопителей энергии» (лекция 3)

Сравнительные характеристики АКБ различных систем: Свинцовые аккумуляторные батареи. Никель-железные и никелькадмиевые аккумуляторные батареи. Никель-металлогидридные аккумуляторные батареи. Никель-водородные аккумуляторные батареи. Никельцинковые аккумуляторные батареи. Серебряно-цинковые аккумуляторные батареи. Литиевые аккумуляторы. Воздушно-цинковые перезаряжаемые ХИТ.  Redox системы. Высокотемпературные аккумуляторы и батареи. Обоснование выбора судовой системы АКБ.
Ни один студент не подписался
  • 14 уроков

Сравнительные характеристики АКБ различных систем:

Свинцовые аккумуляторные батареи. Никель-железные и никелькадмиевые аккумуляторные батареи. Никель-металлогидридные аккумуляторные батареи. Никель-водородные аккумуляторные батареи. Никельцинковые аккумуляторные батареи. Серебряно-цинковые аккумуляторные батареи. Литиевые аккумуляторы. Воздушно-цинковые перезаряжаемые ХИТ.  Redox системы. Высокотемпературные аккумуляторы и батареи. Обоснование выбора судовой системы АКБ.

Лекция 3.3.1.12. Аккумулятор в гелиосистеме

Часто в гелиосистемах работает больше одного аккумулятора. Несколько аккумуляторов объединяются в цепь либо для увеличения ёмкости, либо для увеличения напряжения. А в некоторых случаях для достижения обеих этих целей. Поэтому используются 3 различных схемы объединения аккумуляторов:

Последовательно. В такой схеме суммарная ёмкость будет равна значению для одного аккумулятора. Ёмкость должна быть одинаковой у всех батарей в цепи. Напряжение этой системы будет вычисляться как сумма напряжений всех аккумуляторов;

Параллельно. В такой схеме напряжение остаётся, как у одного аккумулятора, а ёмкости суммируются;

Комбинированно. Использует две предыдущих схемы.

При объединении аккумуляторов в цепь, помните, что объединять нужно только аккумуляторы одного типа (щелочные, свинцово-кислотные и т. п.), одной ёмкости, возраста, напряжения. Ещё лучше, если они будут одного производителя. В случае если аккумуляторов много, то они должны быть установлены на стеллажах.

Стоит сказать, что последовательное и последовательно-параллельное соединение часто вызывает разбалансировку в работе аккумуляторов. При этом суммарное напряжение соответствует расчётной величине цепочки батарей, а для каждой из АКБ они отличаются. В результате некоторые аккумуляторы перезаряжаются, а другие недозаряжаются. В результате сокращается срок их службы. Для устранения этого негативного эффекта рекомендуется применять контроллеры заряда для балансировки. А также полезно ежегодно проверять ёмкость каждой батареи путём заряда-разряда.

Если делается последовательно-параллельное соединение, то следует установить перемычки в промежуточных точках для самовыравнивания. Чтобы происходило равномерное снятие мощности с батареи, положительный вывод подключайте с соседней АКБ, а минус с той, что по диагонали. В этом случае разбалансировка работы аккумуляторов будет значительно меньше.

Итак, какие основные требования предъявляются к аккумуляторам, работающим в составе гелиостанций.

  • Должны выдерживать как можно большее число зарядов и разрядов;
  • Должны заряжаться большим зарядным током;
  • Низкий саморазряд;
  • Простые в обслуживании;
  • Работают в широком диапазоне рабочих температур.

В продаже сегодня можно встретить аккумуляторы, специально разработанные для солнечных батарей. Производители таких устройств заявляют, что их продукты соответствуют перечисленным требованиям, особенно к постоянным циклическим нагрузкам. Это основное требование для работы с солнечными батареями, которые выдают электрическую энергию непостоянно.

Что учесть при выборе?

Теперь, давайте, выделим основные требования к АКБ, работающим в составе гелиосистем.

Скорость заряда и разряда. Номинальная ёмкость аккумуляторной батареи, которую указывает производитель на своих изделиях, может не соответствовать времени зарядки АКБ в реальных условиях эксплуатации. Так, время при разряде в десяти и двадцати часовом режимах, это разные величины при одной и той же номинальной ёмкости батареи;

Ёмкость. Является одной ключевых характеристик АКБ для солнечной системы. Величина ёмкости подбирается в зависимости от закладываемого энергопотребления из расчёта того, что батарея должна обеспечивать питанием потребителей в течение 4 часов. Помимо этого, не забудьте, что к расчётной величине следует прибавить 35 процентов от неё. Такой запас прочности нужен для того, чтобы при эксплуатации не произошёл глубокий разряд аккумулятора;

Размеры и масса. Различные типы аккумуляторов при одинаковой ёмкости могут иметь различную массу. Если говорить в общем случае, то ёмкость батареи увеличивается пропорциональной массе. Это объясняется тем, что прибавка ёмкости достигается увеличением количества пластин;

Условия эксплуатации. При покупке нужно выяснить интервал рабочих температур, а также необходимость периодического обслуживания и его периодичность;

Срок эксплуатации (число циклов заряд-разряд). На будущее запомните, что чем меньше степень разряда батареи при работе, тем дольше он прослужит. Это правило справедливо не только для солнечных систем, но в других устройствах.

При расчёте солнечной системы нужно помнить, что в аккумуляторах при сохранении и отдаче энергии, её часть безвозвратно теряется. Эффективность аккумуляторных батарей для солнечных систем находится на уровне 90%.

Поделиться: