Работа в буферном режиме акб что это

Обновлено: 29.04.2024

Качественная и долговечная работа аккумуляторной батареи это не только положительный экономический эффект для владельца, но и приятная составляющая эксплуатации. Согласитесь, отказ в работе аккумуляторной батареи в первые 2-3 года эксплуатации и отказ работы батареи на 7-10 году эксплуатации вызывают противоположные эмоции.

Важными эксплуатационными характеристиками являются: температурный режим работы (+10..+25 град.Цельсия) и правильно выбранный режим эксплуатации и подобранный под этот режим работы метод заряда. Стоит отметить, что мы разберем варианты и режимы работы аккумуляторных батарей, которые применяются в ИБП, а в следующей статье разберем как правильно зарядить аккумуляторы в ИБП. Аккумуляторы для ИБП это, как правило, свинцово- кислотные необслуживаемые и герметичные, производятся по основным двум технологиям: AGM и GEL (гелевый аккумулятор для ИБП).

Чем определяется долговечность работы аккумуляторной батареи?

Общеизвестным фактом и логичным подтверждением является следующее: срок службы аккумулятора в основном определяется количеством процедур заряд-разряд и его глубина разряда. Другими словами: чем реже мы проводим процедуру разряда аккумулятора и чем менее глубоким этот разряд является – тем дольше прослужит аккумулятор.

Теперь рассмотрим два режима работы аккумуляторов – буферный и циклический, а также как правильно осуществлять зарядку аккумуляторов в этих режимах.

Работа аккумуляторных батарей в буферном режиме

Буферный режим работы аккумуляторной батареи подразумевает периодический несистемный характер использования. Другими словами – в этом режиме аккумуляторы применяются в аварийных случаях, например в ИБП. В буферном режиме аккумуляторная батарея постоянно подзаряжается специально установленным зарядным напряжением и током и в таком режиме эксплуатации может проработать весь заявленный производителем срок, а иногда и больше. Для буферного режима работы подходят аккумуляторы с небольшим параметром цикличности заряд-разряд, и эти аккумуляторы немного дешевле чем высокоцикличные .

Циклический режим работы аккумуляторной батареи

Циклический режим работы – режим, когда с четкой периодичностью аккумулятор подвергается полному заряду и полному разряду. Примерами такого режима работы являются: электротранспорт, поломоечные машины, электропогрузчики, альтернативная энергетика – все те отрасли, где аккумуляторные батареи имеют постоянную периодичность использования. Циклический режим использования аккумуляторных батарей является для них самым жестким испытанием на прочность. Поэтому перед тем как купить аккумуляторную батарею желательно узнать режим ее работы.

Буферное зарядное устройство свинцовых аккумуляторов

При эксплуатации свинцовых аккумуляторов в нормальном режиме существует два основных способа их зарядки:

быстрый — метод поддержания постоянного зарядного тока до полной зарядки;
буферный — I-U зарядка стабильным током до определённого напряжения и дальнейшее его ограничение.

Оба способа имеют как достоинства, так и недостатки и находят своё применение. Здесь и далее по тексту, если не указано другое, то имеется в виду двенадцати-вольтовая аккумуляторная батарея (с номинальным напряжением 12,6 Вольт). При первом способе зарядка выполняется сравнительно быстро и аккумулятор заряжается до полной своей ёмкости при конечном напряжении 14,5-15 Вольт, но в конце зарядки из-за высокого напряжения на электродах происходит обильное газообразование и этим самым снижается срок службы батареи:

Во втором случае зарядка происходит гораздо дольше с ограничением конечного напряжения 13,6-13,8 Вольт и с большИм падением зарядного тока после достижения 80-90% заряда. Выделение газов при этом незначительно, или вовсе отсутствует, как в современных герметичных гелиевых аккумуляторах. В этом режиме такие аккумуляторы могут без проблем проработать весь свой срок эксплуатации:

Быструю зарядку чаще применяют для аккумуляторов, работающих в циклическом режиме, например в детских электромобилях. А в буферном режиме батареям приходится находится в источниках бесперебойного и аварийного питания. Если долгая продолжительность зарядки не критична, то для циклической эксплуатации батарей так же можно использовать буферный режим, но время зарядки в таком случае будет довольно большим.

В наличии как раз имелось зарядное устройство для быстрой зарядки аккумуляторных батарей детских электромобилей. Судя по наклейке на корпусе оно должно заряжать аккумулятор до 14,5 Вольт током 4 Ампер, питаясь от сети переменного тока напряжением 100-240 Вольт частоты 50/60 Герц, и потребляя при этом мощность до 58 Ватт:

Это довольно высокие значения с учётом того, что предназначено оно для зарядки аккумуляторов с ёмкостью до 8 А·ч, и максимально допустимый зарядный ток для таких батарей составляет 2-2,5 Ампер.

Возле места расположения индикаторных светодиодов передняя часть корпуса имеет вентиляционные щели, которые были деформированы при эксплуатации в результате сильного внутреннего нагрева:

После замеров было установлено, что зарядное устройство на холостом ходу без подключённой нагрузки выдаёт постоянное напряжение почти 15 Вольт:

При этом не имеется в наличии системы отключения нагрузки по окончанию процесса, что обязательно для режима быстрой зарядки. А это нехорошо скажется на долговечности аккумулятора и с каждым циклом будет сильно уменьшать оставшийся ресурс и срок службы. Данное зарядное устройство планировалось использовать для зарядки герметичного AGM-аккумулятора для которого рекомендованное напряжение буферного режима составляет 13,6-13,8 Вольт:

Было принято решение попробовать переделать зарядное устройство, так как зарядка батарей таким режимом нежелательна. Правда устройство имеет два индикаторных светодиода — красный для индикации напряжения на выходных клеммах, и зелёный для предупреждения о снижении зарядного тока ниже определённой величины и следовательно достижения на аккумуляторной батарее максимального потенциала. Но так как зарядка в таком случае не прекращается, то если вручную не отключить устройство от сети, батарея всё последующее время будет находится под высоким потенциалом, что в свою очередь вызовет газообразование в электролите и этим самым будет происходить преждевременное быстрое старение аккумулятора.

Блок зарядного устройства был разобран для изучения элементов стабилизации и/или ограничения максимального выходного напряжения и оценки возможности коррекции электрических параметров. После разборки и быстрого внешнего осмотра стало понятно, что заявленные на этикетке параметры явно завышены и блок не в состоянии долговременно обеспечивать указанный в 4 А зарядный ток и рассеивать мощность 58 Вт. Охлаждающие радиаторы на микросхеме преобразователя и на выпрямительном диоде слишком малы, даже с учётом вентиляционных щелей на верхней крышке корпуса. Также вторичная обмотка трансформатора, хоть и секционная и состоит из нескольких параллельно соединённых обмоток, всё равно суммарная площадь сечения получается маленькой для обеспечения такого большого тока:

Сразу после разборки был заменён мощный низкоомный резистор, так как старый весь обуглился и рассыпался. Вместо него был подобран и установлен самодельный проволочный резистор такого номинала, чтобы зарядный ток в начале зарядки не превышал 1,5 Ампер. Так же были удлинены выводы индикаторных светодиодов, так как они не доставали до отверстий в корпусе:

Далее нужно было освободить плату от корпуса и произвести зарисовку фрагмента стабилизирующего звена устройства. Делается это простым выниманием платы из нижней части и вытаскиванием вилки, которую удерживает небольшая пластмассовая защёлка. Не нужно ничего отпаивать, и на самом деле это оказалось очень удобным. Следует просто освободить защёлку, а вместе с ней и вилку, проводами припаянную к плате:

После освобождения платы и возможности её свободного вращения в руке, для осмотра и проведения анализа, можно зарисовать нужный участок схемы с указанием номиналов установленных радиоэлементов. Сверху платы сразу бросается в глаза интегральный стабилизатор TL431, от обвязки которого и зависит уровень выходного напряжения, а точнее его максимальное значение, так как под нагрузкой во время процесса зарядки выходное напряжение будет проседать из-за сопротивления последовательно установленного низкоомного шунта:

Получилось зарисовать и далее начертить фрагмент вторичной цепи преобразователя зарядного устройства после трансформатора. Схема является стандартной для большинства импульсных источников питания и подстройка уровня выходного напряжения не составит труда для радиолюбителя. Позиционные номера радиокомпонентов совпадают с маркировкой на плате:

Зелёным цветом выделены резисторы, от которых зависит напряжение стабилизации и максимальный ток зарядки. Резисторы R7 и R8 составляют делитель выходного напряжения для интегрального стабилизатора TL431, и от них зависит его уровень. Подбором резистора R8 можно менять это значение в некоторых пределах. А изначально обугленный резистор токового шунта, имеющий сопротивление 1 Ом и в последствии заменённый на резистор более высокого сопротивления, по всей видимости предназначен для ограничения выходного тока, а так же служит датчиком для системы определения и индикации процесса зарядки, которая в данном случае нас не интересует.

На подкорректированной схеме красным цветом отмечены внесённые изменения. Как уже ранее упоминалось, резистор шунта Мы установили с сопротивлением в два Ом, а добавленный новый резистор на 270 кОм обозначен на схеме как R new:

На самой плате устройства параллельно резистору R8 был припаян резистор с гибкими выводами на сопротивление 270 кОм, а места пайки и вся плата были тщательно зачищены спиртом:

После доработки и подключения к сети выходное напряжение без нагрузки составило 13,7 Вольт, что является в пределах нормы максимального напряжения буферного режима зарядки свинцовых аккумуляторных батарей с рабочим напряжением в 12 Вольт:

Рекомендованный зарядный ток такого режима в процессе зарядки не должен превышать 20-30% от значения ёмкости аккумулятора, и в данном случае составил примерно 1 Ампер:

В конце зарядки зажигается зелёный светодиод и зарядный ток падает до 0,1 Ампер. В таком состоянии аккумулятор можно оставить без присмотра, не опасаясь что произойдёт перезаряд и закипание электролита:

Доработка оказалась несложной и в любой момент можно вернуть прежние параметры просто отпаяв добавленный резистор. В процессе эксплуатации и продолжительной работы зарядного устройства было замечено значительное снижение температуры корпуса по сравнению с предыдущим вариантом, а весь процесс зарядки занимал примерно 8 часов. На информационной наклейке красным маркером были замазаны выходные параметры, которые уже не актуальны, а при надобности маркер легко можно стереть спиртом:

В следующих статьях будет рассмотрен многофункциональный измерительный прибор для мониторинга параметров заряда/разряда аккумуляторов и переделка обычного двенадцативольтного импульсного блока питания под зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторных батарей с добавлением в схему узла стабилизации зарядного тока и индикатора зарядки.

Многофункциональный измеритель параметров заряда/разряда аккумуляторов

Как она работает? И в чем её польза?

Работает в системе отопления по следующей схеме: котёл греет теплоноситель (чаще всего воду) в буферной емкости, в которой она аккумулируется. Насос подаёт горячую воду из верхней части буферной ёмкости к радиаторам. Такой же объём воды (остывшей) возвращается в нижнюю часть буферной ёмкости. К насосу можно подключить комнатный термостат, который будет включать-выключать его в зависимости от температуры в доме.

Прим.: буферная ёмкость – это же теплоаккумулятор (более точное название), аккумулирующий бак (не путать с бочкой), аккумуляционная емкость (не путать с конденсатором), буфер (не путать с обменом), аккумулирующая ёмкость (не путать с аккумулятором), накопительная ёмкость (не путать с септиком канализации)

Если температура в буферной емкости упадёт, значит нужно снова топить котёл? Да, но как быстро она упадёт? В случае системы без буферной ёмкости температура начинает падать сразу и это падение начинает ощущаться человеком через 0,5-3 часа (в зависимости от температуры на улице, утепления дома и т.п.). в схеме же с буферной емкостью увеличивается количество воды в системе(в зависимости от объема буфера от 500 литров до 2000 и более). Соответственно и остынет этот объём воды в несколько раз медленнее. Вот и получится, что похолодание после остановки котла вы почувствуете не через 0,5-3 часа, а примерно через 6 – 24 часа. Вот реальная польза и экономия. То самое время, которое Вы можете не топить котёл.

Огромная польза от накопительной емкости заключается в обеспечении дополнительной безопасности системы. Если говорить простым языком, буферная емкость защищает твердотопливный котел и всю систему от перегрева в момент отключения электроэнергии. Так как дрова в твердотопливном котле не могут в миг перестать гореть, а циркуляции воды не происходит, то котел переходит в аварийный режим. Если пропадает электричество и циркуляционные насосы не работают, то при определенном монтаже (подключение буфера по естественной циркуляции к твердотопливному котлу), бак принимает излишнюю тепловую энергию на себя, и в системе не происходит аварийной ситуации.

Конечно, такой вариант отопления ,как твердотопливный котел и буферная емкость-наиболее затратный учитывая стоимость монтажа и дополнительного материала не только для котла ,но и для буфера. Не мало важным так же является площадь котельной-возможность установки появляется на 8 м2 и с высотой потолка-2,5 м. Внимание! Только правильный монтаж обеспечит Вам безопасность ,удобство и экономичность.

Принцип расчета объема буферной емкости

Есть различные методики расчета рекомендуемого объема, но исходя из практики наиболее верным будет не менее 20-30 литров на 1 кВт мощности твердотопливного котла. Выходит, что чем мощнее котел, тем больше объем буфера.

Таким образом, единожды потратив пусть не малую сумму на оборудование в топочной, вы получите полноценную, экономичную и безопасную систему, ежедневно сохраняющую не копейку, а рубль в вашем кошельке … или кредитке.

Судя по двум предыдущим постам, тема про аккумуляторы и бесперебойники оказалась весьма востребованной. А сколько г*вна было вылито на AGM аккумуляторы SECURITY FORCE в комментариях. может просто нужно было их использовать по назначению и соблюдать условия эксплуатации?

Вот давайте сегодня и поговорим о том, от чего зависит время жизни и чем отличаются AGM и гелевые (GEL) аккумуляторы.

Что такое AGM и GEL и какой тип аккумуляторов предпочтительнее?

Не утихают споры аккумуляторы какой технологии предпочтительнее — AGM или гелевые. По сути, и те и другие являются давно знакомыми свинцово-кислотными аккумуляторами, только электролит в них находится не в виде свободно перетекающей жидкости. Они не требуют обслуживания, а герметичная конструкция позволяет их эксплуатацию в любом положении.

В отличие от автомобильных аккумуляторов, их можно безопасно использовать в помещении, так как газ полностью рекомбинируется внутри АКБ (это к вопросу переделки бесперебойников на работу с автомобильными аккумуляторами).

Гелевая технология (GEL) конструктивно аналогична AGM, только электролит абсорбирован не стекловолокном, а загущен при помощи силикагеля. Такие аккумуляторы более устойчивы к глубоким разрядам.

Как видите, выбор предпочтительной технологий зависит от поставленных задач. Так, гелевые аккумуляторы будут востребованы, где приходится часто иметь дело с глубоким разрядом батарей или циклическим режимом работы (солнечные панели, ветряки, электромоторы). AGM-технология предпочтительнее при работе в буферном режиме в системах резервного питания.

Циклический и буферный режимы работы АКБ

В буферном режиме работы батарея постоянно находится на подзарядке и крайне редко подвергается глубокому разряду. В таком режиме работают источники бесперебойного питания и аккумулятор может прослужить максимально долго. Главная задача бесперебойника дать время штатно завершить работу компьютера, причём сам ИБП может давать команду на автоматическое завершение работы при достижении определённого % заряда аккумулятора.

При циклическом режиме работы, аккумуляторная батарея полностью разряжается и снова полностью разряжается. Срок службы сильно зависит от глубины разряда. Большинство аккумуляторов AGM-типа имеют циклический ресурс не более 300 циклов 100% разряда.

Как продлить срок жизни аккумулятора в бесперебойнике

Срок жизни аккумулятора весьма абстрактная вещь и многое зависит не только от производителя, но и от условий эксплуатации АКБ. И самая дешёвая батарея при определённых условиях может прослужить дольше дорогой.

Вообще, температура главный враг АКБ. В хороших источниках бесперебойного питания, для охлаждения обычно стоят вентиляторы и батареи служат гораздо дольше. Чтобы не быть голословным предлагаю взглянуть на зависимость срока службы аккумуляторной батареи от температуры.

График взят из даташит батареи CSB GP1272. Обратите внимание, что напряжение заряда рассчитывается при 2,275V на ячейку, то есть рекомендуемое напряжение заряда аккумулятора составляет 13,65V (при температуре 20-25°C). И вот тут важна температурная компенсация напряжения заряда, ведь внутри корпуса бесперебойника температура всегда выше. При превышении температуры, нужно снижать зарядное напряжение. Неплохо об этом рассказано в данном видео:

Вообще, из datasheet на батарею можно почерпнуть ещё много полезной информации, например зависимость количества циклов от глубины разряда аккумулятора:

Соблюдение температурного режима и напряжения зарядки способно сильно увеличить срок жизни батарей. Так что не прячьте свой бесперебойник в пыльном углу, заваливая всяким хламом и не оставляйте летом на подоконнике.

Я не претендую на то, что дал исчерпывающую информацию по данной теме, но надеюсь вам было интересно узнать о аккумуляторах и ИБП. Можете дополнить в комментариях, что важное упустил.

Если считаете статью полезной,
не ленитесь ставить лайки и делиться с друзьями.

Проверка компьютера Mac на наличие проблем с оборудованием. Не удается отобразить страницу. Восстановление Winsock2 Установка Windows на данный диск невозможна. RUFUS. Создаем загрузочную флешку с FreeDOS для прошивки BIOS Установка Windows 7 с внешнего HDD Outlook Express в Windows 7

Цель статьи - показать, что "просто купив" аккумуляторы, зарядное устройство и инвертор и "просто" соединив их друг с другом нельзя получить удовлетворительный результат по ресурсу аккумуляторов.
Все системы для электропитания можно разделить на три категории:
1. Системы автономного питания (САП) - используются при отсутствии внешней электросети и вырабатывают 100% используемой потребителями электроэнергии.
2. Системы резервного (аварийного) питания (СРП) - используются в паре с основной электросетью и включаются только при отключении основной.
3. Системы бесперебойного питания (СБП) - это резервные, но которые обеспечивают непрерывную подачу сетевого питания (для понимания - чтобы даже компьютеры не успели перезагрузиться). Выбор аккумуляторных батарей (АКБ) для СБП примерно такой же, как и для СРП.
Мы здесь будем рассматривать системы, содержащие в своем составе свинцово-кислотные (СК) АКБ.
Как выясняется, оптимальный выбор СК АКБ для систем автономного питания представляет определённую сложность даже для специалистов по САП.
В чем причины этого?
- В очень жестком режиме эксплуатации АКБ - ежедневный заряд и разряд ("циклический режим").
- В особенностях электрохимических процессов - нетривиален и длителен процесс заряда и наличии ограничений при процессе разряда.
- В отсутствии публикации производителями АКБ данных по сроку службы АКБ в недозаряженном состоянии.
- В плохой адаптации производимых зарядных устройств к особенностям разных СК АКБ.
- В слабой "аккумуляторной" квалификации пользователей АКБ и даже некоторых специалистов по САП.
(Многие поставщики готовых решений с СК АКБ тем или иным способом ускользают от проблем обеспечения заказчику оптимальных длительных сроков эксплуатации АКБ.)
- В несколько разных оптимальных режимах работы СК АКБ, сделанных по разным технологиям и предназначенным для разных целей. Здесь доли вольта при заряде и проценты разряда имеют большое значение.
***
Не возьмусь за классификацию СК АКБ, но все-таки перечислю некоторые группы: промышленные стационарные, тяговые, для резервного питания, для автономного питания, стартерные обычные и сратерные, допускающие глубокий разряд. Естественно, обыкновенные стартерные плохо подходят для автономных систем, но т.к. многие создатели "автономок" все-таки используют их для этого, то я счел необходимым их тоже рассмотреть.
А также - с жидким и густым электролитом (обслуживаемые, малообслуживаемые и необслуживаемые).
Перейдем теперь к собственно выбору.
Главное при выборе СК АКБ - подобрать АКБ по технологии их изготовления (и по параметрам) под Вашу конкретную задачу путем расчета экономической эффективности их работы в Вашей конкретной системе.
1. Выбор СК АКБ для систем автономного питания.
В связи с тем, что, как правило, такие системы имеют суточную (или близкую) цикличность работы, то главным критерием для выбора является паспортное (и, естественно, реальное) количество циклов заряд-разряд АКБ при Вашем режиме ее эксплуатации и цена за один цикл.
Из документации производителей всех СК АКБ известно, что при глубоком разряде АКБ, резко снижается количество оставшихся циклов АКБ, поэтому АКБ не рекомендуется разряжать более чем на 50-80%. Оптимальная глубина разряда должна рассчитываться под Вашу конкретную систему (под конкретную АКБ, токи разряда и методику заряда) и контролироваться автоматикой.
Настоятельная рекомендация - при каждом разряде по достижению расчетной глубины разряда лучше сразу начать заряд, причем заряд должен быть доведен до 100%.
С таким (быстрым и полным) зарядом тоже есть проблемы, которые можно решить, например, с помощью экономичной САП.
Есть и другой вариант - купить, например, гелевые аккумуляторы Challenger G12FT (аналог Haze HZY), у которых (по описанию производителя) возможно:
"Полное восстановление после глубокого разряда, даже в том случае, когда к процессу заряда не приступили сразу после разряда.
Может быть разряжена, даже при неполном заряде без потери емкости АКБ".
Несмотря на это, все равно рекомендуется хотя бы раз в месяц производить полный, длительный (12 часов) заряд АКБ малым током.
Теперь - конкретика.
Сравним 5 разных технологий - OPzS (малообслуживаемые), OPzV (гелевые), AGM, Challenger G12FT и обыкновенные стартерные (цены - приблизительные, розничные, московские (на дату написания статьи), а выбранные технологии изготовления АКБ - наиболее реальные по практике и целесообразности применения).
Исходные данные: приводим АКБ к 100Ач х 12В = 1200Вт*часов, разряд до 50% током 10% от емкости (0,1С).
1. OPzS. Цена 1200Вт*часовой - 12700руб.
Тогда 12700/2300 циклов =5,5руб/цикл.
2. OPzV. Цена 1200Вт*часовой - 14600руб.
Тогда 14600/2000 циклов =7,3руб./цикл.
3. AGM. Цена 1200Вт*часовой - 6500руб.
Тогда 6500/600 циклов =10,8руб/цикл.
4. Challenger G12FT. Цена 1200Вт*часовой - 8500руб.
Тогда 8500/700 циклов =12руб/цикл.
5. Теперь о стартерных (обыкновенных).
К сожалению, на сегодня, я не нашел их количество циклов при токе разряда 0,1С (т.к. они для такого режима не предназначены). Из общения с практиками и из своего опыта могу лишь предположить, что для них количество циклов в таком режиме не превысит 200.
Цена обыкновенной стартерной АКБ - 3200 руб.
Тогда 3200/200 циклов =16руб./цикл.
А вот инф-я от практиков:
1. Наш коллега по форуму Садо утверждает, что использовал обыкновенные стартерные батареи 700 циклов без обслуживания (до 11,6В), тогда 3200/700=4,6руб./цикл.
2. vvaleryvv: Я основываюсь на опыте очень большого экопоселения, в котором нет электросетей. Более сотни семей пробовали свинцовые АКБ-хи (естественно начиная со стартерных), результат всегда один и тот же. Если человек постоянно живёт, то АКБ-шек хватает максимум на год (опыт около 20 семей и это без холодильников!). Если приезжает периодически (зимой обычно не ездят), то АКБ могут и 2-3 года продержаться.
Примечания:
А. Герметичные АКБ - OPzV, AGM можно размещать даже в доме (вентиляция все равно нужна). Стартерные тоже бывают герметичными.
Б.,В. и Г. Имеется три хороших способа продления жизни СК АКБ:
Б. Для обслуживаемых и малообслуживаемых (негерметичных), эксплуатируемых только при положительных температурах можно снизить плотность электролита до "летней" - 1,24. В этом случае их ресурс значительно (до 2-х раз) увеличится.
В. Проведение десульфатации б/у батарей также заметно продляет их ресурс.
Г. Температура эксплуатации СК АКБ должна быть не выше 20оС. При повышении ее до 30оС, ресурс АКБ падает почти в 2 раза.
Д. Нашлись кое-какие цифры по ресурсу автомобильных АКБ:
". автомобильные аккумуляторы с жидким электролитом редко выдерживают более 20 глубоких (100%) циклов разряда. При 30% глубине циклов количество их утраивается."
***
Если у читателя есть более точные сведения о минимальных ценах и кол. циклов стартерных батарей (в рассматриваемом режиме эксплуатации), или о других эффективных технологиях СК АКБ, то прошу сообщить об этом мне - я подправлю расчеты.
2. Выбор СК АКБ для систем резервного питания.
Для СРП аккумуляторы, в основном, выбираются по критерию цена/срок службы в годах. Для них выпускаются специальные долгоживущие АКБ и их выбор относительно прост.
По моему мнению здесь выбирать надо из трех вариантов батарей - промышленных стационарных (GroE, OPzS, OPzV), других гелевых и AGM, у которых сроки службы (при небольшом количестве циклов заряд-разряд) и умеренной температуре АКБ находятся в диапазоне 5-20 лет.
При жестких ограничениях по стоимости АкБ можно использовать обслуживаемые, малообслуживаемые малосурьмянистые жидкостные аккумуляторы, которые допускают большее количество глубоких разрядов, чем их аналогичные собратья.
О зарядных устройствах.
Хочу обратить внимание читателя на то, что выбор оптимальных АКБ и правильного режима их разряда не даст расчетных показателей по сроку их службы в случае неверного выбора режима их заряда.
Под каждую из рассмотренных технологий и даже под каждого производителя АКБ необходимо подбирать оптимальное зарядное устройство (ЗУ). Так, например, категорически нельзя использовать автомобильные ЗУ для AGM батарей. Есть и другие нюансы с каждым производителем АКБ.
Даже если в документации на ЗУ написано, что оно может заряжать все виды батарей, то при отсутствии ручных настроек под Ваш конкретный тип батарей этому верить нельзя.
На эту тему можно почитать про ЗУ FIAMM-2106 - как я с ним разбирался (в середине статьи). Причем в российском представительстве FIAMM о том, что этими ЗУ можно заряжать не все AGM батареи, мне ничего внятного сказать не смогли. Только бормотания о том, что достучаться до итальянцев они не могут.
Впрочем, там мне посоветовали залезть внутрь и подстроить устройство (со снятием его с гарантии).
В заключение о зарядных устройствах хочется добавить, что сейчас в природе имеются нормальные автоматические многоступенчатые ЗУ, выбор которых - тоже нетривиальная задача.
А использовать примитивные ЗУ для дорогих систем электропитания категорически не рекомендую.

Аккумулятор для солнечной электростанции важная составляющая, также как и для источника бесперебойного питания. Ведь именно он отвечает за накопление энергии и отдачу ее в нужный момент. Поэтому нужно всегда тщательно подходить к вопросу аккумуляторы для солнечных электростанций – купить. Неправильная покупка – это в лучшем случае разочарование в скором времени, а в худшем не запланированная, дополнительная трата средств.

Вопросы на которые мы постараемся ответить в данной статье:

Типы аккумуляторов
Циклический или буферный режим АКБ
Выбор АКБ для электростанции и ИБП
Сколько стоит киловатт аккумуляторной энергии

Типы аккумуляторов для СЭС и ИБП

Аккумуляторов используемых в солнечное энергетике относительно много, мы рассмотрим 3 типа “кислотных” AMG, GEL, CARBON и 1 тип LiFePO4 “Литий-железо-фосфатные”. Все четыре типа относятся к необслуживаемым АКБ и имеют разные характеристики эксплуатации. Мы не будем вникать сильно в технологии изготовления, а заострим внимание на их назначение и срок службы, другими словами – какие аккумуляторы используют для солнечных батарей!

Вы должны знать, что все производители аккумуляторов указывают характеристики АКБ при температуре +25 градусов. Это так сказать “Номинальная температура эксплуатации”, любые отклонения от нее влияют на характеристики и срок службы в той или иной степени. Не ленитесь и ознакомьтесь с характеристики АКБ, перед началом эксплуатации!

Аккумулятор AMG

Аккумулятор AMG – кислотный, изготовлен по технологии AGM. Обладают низким уровнем саморазряда, что позволяет их хранить несколько месяцев без подзарядки. Минусовые температуры как правило отрицательно сказываются на емкости АКБ. Что бы не писали производители этих аккумуляторов насчет их цикличности, надо постараться, что бы выжать из акб заявленное число, лучше сразу рассчитывать на половину заявленного.

Реальный срок службы до 5-6 лет, при соблюдении всех условий.

Рекомендованный зарядный ток от 0.1С до 0.2С ( зависит от производителя и ёмкости акб)

Глубина разряда у AMG это 30% (D.O.D.), максимум 50% (D.O.D.) но уже не желательно.

Аккумулятор AMG рекомендуется использовать только в буферном режиме!

Аккумулятор GEL

Аккумулятор GEL – кислотный, изготовлен по технологии AGM+GEL. Электролит в данных аккумуляторах увязан в гель, на этом всё отличие от выше описанного акб заканчивается, за малым исключением, чуть больше срок службы.

Не плохие АКБ GEL при правильном использовании.

Реальный срок службы до 7-8 лет, при соблюдении всех условий.

Рекомендованный зарядный ток от 0.2С до 0.3С ( зависит от производителя и ёмкости акб)

Глубина разряда у GEL, это 30% (D.O.D.), максимум 50% (D.O.D.) но уже не желательно.

Аккумулятор GEL рекомендуется использовать в буферном режиме, в редких случаях в циклическом!

Аккумулятор CARBON

Аккумулятор CARBON – кислотный, изготовлен по технологии PURE GEL. Этот тип АКБ уже имеет существенное отличие – все пластины изготовлены по технологии DEEP CYCLE + CARBON, за счет чего достигается высокая цикличность более 3000 и более глубокий разряд. Аккумуляторы CARBON отличаются еще и весом, который на 25% больше чем у описанных выше кислотных акб.

Реальный срок службы в циклическом режиме 7-8 лет, в буферном 14 – 15, при соблюдении всех условий.

Рекомендованный зарядный ток от 0.3С до 0.5С ( зависит от ёмкости акб)

Глубина разряда у CARBON до 70% (D.O.D.).

Аккумулятор CARBON рекомендуется использовать и в буферном и в циклическом режиме!

Аккумулятор LiFePO4

Аккумулятор LiFePO4 – Литий-железо-фосфатные, безопасные аккумуляторы для накопления электроэнергии. Используются в системах ИБП и гибридных электростанциях. Зарекомендовали себя надежными высокоцикличными накопителями энергии. Больницы, электротранспорт, хостинги и много других мест, где используются аккумуляторы LiFePO4 -Литий-железо-фосфатные. У данных акб есть один существенный недостаток – стоимость!

Реальный срок службы в циклическом режиме более 15 лет, в буферном более 25, при соблюдении всех условий.

Рекомендованный зарядный ток от 0.5С до 1С ( зависит от производителя )

Глубина разряда у LiFePO4 до 80% (D.O.D.).

Аккумулятор LiFePO4 рекомендуется использовать и в буферном и в циклическом режиме!

Вы должны знать, что любой аккумулятор нужно правильно заряжать, а точнее заряжать только рекомендованным током (Ампер) и указанным напряжением (Вольт). Напряжение для буферного режима всегда отличается от напряжения для циклического режима! Перед подключением обязательно ознакомьтесь с характеристиками АКБ и настройте солнечный инвертор или ИБП на нужный ток заряда и напряжение. В противном случае, вы будете не дозаряжать или убивать аккумулятор большим током заряда, в обоих случаях сильно сократите срок службы аккумулятора.
Для справки: ток заряда обычно указываются так - 0.1С или 0.3С, что это значит? 1С это ёмкость вашего акб, 0.1С это десятая часть ёмкости акб. Для примера, если у вас АКБ 100 А, это и есть 1С, а ток заряда указан 0.1С это десятая часть емкости, т.е. 10 Ампер, именно таким током и нужно заряжать аккумулятор.

Буферный и циклический режим аккумулятора

Краткий экскурс в режимы работы аккумуляторов, простыми словами:

Буферный режим аккумуляторов – это когда акб используются от случая к случаю, в большинстве случаев когда “пропадает” основная сеть. Аккумулятор постоянно держит заряд, а в момент отключения сети, акб начинает отдавать накопленную энергию, тем самым оберегая электронику и бытовую технику.

источники бесперебойного питания (ИБП)
системы аварийного освещения
лифты
пожарные и охранные системы
контрольно-кассовые аппараты
аварийные системы

Буферный режим рекомендуется для аккумуляторов AMG, GEL.

Циклический режим аккумуляторов – самый “убойный” режим для акб. Как вы знаете “цикл” – это оборот, в нашем случае “разряд/заряд”, каждый производитель в характеристиках пишет, сколько циклов выдержит аккумулятор. Например в случае с гибридной автономной электростанцией, цикл можно прировнять к “дню”.

Вы должны знать, что у любого аккумулятора цикличность всегда тесно связана с глубиной разряда! На представленном выше фото видно как зависимость от глубины разряда (D.O.D.), уменьшает цикличность гелевого акб, т.е срок службы.

Автономные электростанции
Электромобили
Погрузчики

Циклический режим рекомендуется для аккумуляторов CARBON, LiFePO4.

Какой аккумулятор лучше для электростанции, ИБП.

Опираясь на полученную информацию, прежде чем купить аккумулятор для электростанции или ИБП, нужно знать несколько параметров:

Сколько электроэнергии нам нужно? (в кВт)
Сколько времени должна поддерживаться требуемая нагрузка?
В каком режиме будут работать аккумуляторы

Зная эти параметры можно уверено покупать АКБ!

Осмелимся дать несколько рекомендаций:

Для ИБП – рекомендуются аккумуляторы AMG или GEL, так как аккумуляторы работают в буферном режиме, и при правильном расчете нагрузки, правильном заряде и температурных условий, их вполне хватит для решения этой задачи, на долгий срок.

Для гибридной солнечной электростанции:

Если массив солнечных батарей равен или превышает пиковую требуемую нагрузку, а аккумуляторы используются как резервный источник питания в моменты отключения основной сети, т.е. буферный режим – однозначно акб AMG, GEL или CARBON.

Если электростанция используется для экономии электроэнергии, т.е. выжимаем из нее всё – CARBON или LiFePO4

Для автономной солнечной электростанции:

Какой бы массив солнечных батарей не использовался, а он конечно должен, не только “вытягивать” создаваемую нагрузку в дневное время суток, но еще и заряжать аккумуляторные батареи, для последующего использования их вечернее и ночное время.

Можно точно сказать, только CARBON или LiFePO4.

Сколько стоит киловатт аккумуляторной энергии?

Здесь мы приведем несколько примеров с занимательными цифрами, другими словами переведем “энергию аккумулятора” в рубли.

Для того, что бы посчитать примерно во сколько рублей вам обойдется киловатт аккумуляторной энергии, нужны следующие данные об аккумуляторе:

Напряжение
Ёмкость
Стоимость
Рекомендуемая глубина разряда
Количество циклов

Сразу оговоримся, что расчеты ведем, опираясь на заявленные характеристики завода изготовителя, в реальности, конечно цифры будут другие, но нам же интересно знать – сколько стоит киловатт электроэнергии акб!

Постановление правительства 2.03.2021 №299 – Зеленому тарифу быть.

В 2019 году в декабре месяце правительство внесло поправки к статье 3 Федерального закона № 35-ФЗ от 26.03.2003 "Об электроэнергетике", где определило понятие «объекта. подробнее

Для чего нужно заземление электростанции?

Заземление - знакомое "слово", но к сожалению почти не знакомое "знание". Что такое заземление и за чем оно нужно? Почти все мы знаем, что такое. подробнее

Время работы инвертора от аккумулятора

Таблица примерного времени работы от аккумулятора В данной таблице показано примерное время работы инвертора от аккумулятора, действительное время работы зависит от многих факторов - уровня. подробнее

Солнечные электростанции – преимущества и недостатки

Недостатки и достоинства солнечных электростанций! Альтернативная энергетика - это понятие включает в себя несколько направлений, в том числе солнечные электростанции. Последние несколько лет появилось много. подробнее

Какую солнечную электростанцию выбрать?

Солнечные электростанции, а вернее оборудование из которого они состоят за последние 5 лет сильно шагнуло в верх, по своим возможностям и производительности. Также на. подробнее

Как рассчитать требуемую мощность солнечной электростанции

Расчет требуемой мощности солнечной электростанции? Солнечные электростанции бывают трех типов: Сетевая, Гибридная, Автономная. Для каждого из этих типов требуется разный подход расчета мощности, в этой. подробнее

Солнечная электростанция купить или не купить?

Внимание к солнечным электростанциям в России последнее время сильно увеличилось. Это связанно с несколькими причинами: ежегодное повышение тарифов на электроэнергию, удешевление солнечного оборудования в. подробнее

Купить гибридную или автономную солнечную электростанцию и не пожалеть!

Как правильно купить гибридную, автономную солнечную электростанцию! Каждый из нас приобретая что либо хочет, что бы отдача была на 100%, как написано в паспорте или. подробнее

Солнечная электростанция для дома

Эффективность солнечных электростанций растет из года в год, и уже сейчас они стали не только окупаемым, но и надежным солнечным комплектом. Нужна или не. подробнее

Сколько солнечных батарей подключить к инвертору

Поздравляем вы купили солнечный инвертор, как, какой и за сколько, сейчас уже не важно. Даже уже не важно правильно ли вы рассчитали требуемую вам. подробнее

Читайте также: