بطاريات الألواح الشمسية

في قطاع الطاقة الشمسية ، تحتل البطاريات مكانًا خاصًا ، يلعب دور الوسيط في نقل الطاقة الكهربائية إلى المستخدمين النهائيين. يمكن تفسير ذلك من خلال حقيقة أن الحد الأقصى لمقدار الطاقة الكهربائية يتم إنشاؤه بواسطة البطارية الشمسية أثناء التعرض للضوء الشديد الذي يحدث في النهار.

ومع ذلك ، يتم تنفيذ أكبر استهلاك له مع بداية الظلام ، عند استخدام الإضاءة مع الأجهزة المنزلية على نطاق واسع. تتيح لك البطاريات توفير فائض الكهرباء المتولد خلال النهار للاستخدام في المساء والليل.

بالطبع ، كخيار ، في النهار يمكنك إيقاف تشغيل جزء من الوحدات الشمسية العاملة في المحمية ، لكن هذا لن يحل مشكلة نقص الكهرباء في المساء.

مبدأ البطارية

تعتبر أي بطاريات كهربائية من مصادر التيار المباشر القابلة لإعادة الاستخدام مع القدرة على إجراء عمليات كيميائية عكسية عن طريق إجراء دورات شحن متعددة مع مرور التيارات الكهربائية في الاتجاه المعاكس للحركة العكسية للجسيمات الأولية أثناء التفريغ.

لماذا اختيار نماذج حمض الرصاص

كشفت الدراسات الإحصائية أن عمل النخبة بطاريات الليثيوم يكلف إنتاج لجان المقاومة الشعبية حوالي 0.4 دولار لكل 1 واط / ساعة مع مدة مورد تبلغ 1000 إلى 2000 دورة شحن / تفريغ ، تستمر لمدة 3-6 سنوات.

أرخص ، وبطبيعة الحال ، غير آمنة بيئيا ، بطاريات الرصاص الحمضية بسعر 0.08 دولار مع نفس الخصائص تقريبا ، ولكن مع كفاءة ≈75 ٪ (أنها تفقد ربع الطاقة المستلمة).

هذه الأمثلة تشير إلى عدم كفاية الاقتصادية لاستخدام تصاميم البطارية باهظة الثمن في أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية.

نوصي أيضا أن نرى:

بطاريات جل - الجهاز والتطبيق وميزات الاستخدام

أداء البطارية الرئيسية

وتشمل هذه:

• قدرة

• كثافة الطاقة

• التفريغ الذاتي،

• درجة الحرارة والظروف الجوية

• اكتب.

يتم تحديد سعة البطارية حسب مقدار الشحن ، والذي يتم قياسه عند توفير الطاقة للمستهلكين من حالة الشحن الكامل إلى الحد الأدنى المسموح به لجهد الخرج.

للقياسات التقنية الدولية ، يتم استخدام نظام SI (الوحدة "قلادة"). في الأنشطة العملية في أراضي بلدان رابطة الدول المستقلة ، كان من المعتاد منذ فترة طويلة تحديد سعة البطارية في ساعات أمبير مع نسبة قياسية من 1A / ساعة = 3600Kl.

الآن بدأ استخدام خاصية أخرى مماثلة - سعة الطاقة ، مما يعني كمية الطاقة الممنوحة للمستهلكين من بطارية مشحونة بالكامل لتحقيق حالة الحد الأدنى من الجهد الناتج.

وحدة القياس في نظام SI هي "Joule" ، ومن الناحية العملية - واط ساعة مع نسبة 1W / ساعة = 3600J.

تأخذ كثافة الطاقة في الاعتبار إجمالي كمية الطاقة الموزعة لكل وحدة حجم (أو وزن) للبطارية. يتم استخدام هذه المعلمة لمقارنة فعالية ميزات تصميم النماذج المختلفة.

يتم استخدام التفريغ الذاتي لتحليل فقدان الشحنة المستلمة عند الخمول عند عدم وجود حمل. تم تقديم المصطلح لتقييم جودة عمل تصميم معين أثناء تخزين الطاقة على المدى الطويل.

يتم تقدير أداء التفريغ الذاتي لبطاريات حمض الرصاص بفقدان 40٪ من السعة أثناء التخزين السنوي عند درجة حرارة +20^حولC أو 15 ٪ في - +5^حولS.توضح هذه الأمثلة بوضوح زيادة في التفريغ الذاتي مع زيادة درجة الحرارة.

في ظروف التخزين +40^حولمع فقدان قدرة 40 ٪ يمكن أن يحدث بعد 4 أشهر.

درجة الحرارة والظروف الجوية

لا تتحمل البطاريات التغيرات المفاجئة في درجة الحرارة والتدفئة أعلى من +40^حولC والتبريد أقل من -25^حولS.

لا يمكن الاحتفاظ بها بالقرب من اللهب المكشوف بسبب إمكانية اشتعال الأبخرة أو التسخين غير المقصود. يعد دخول الماء وهطول الأمطار على البطارية غير مقبول بسبب حدوث تيارات التفريغ الذاتي من خلال دوائر كهربائية إضافية.

يتم تحديد نوع البطارية بناءً على تصميم الهيكل:

• تتطلب السيطرة على المنحل بالكهرباء واستعادة مستواه أثناء غليان الأبخرة ،

• نماذج مختومة باستخدام حلقة مغلقة. يمكن أن تكون خالية من الصيانة مع ضمان العمل لمدة تصل إلى 5 سنوات (حساسة للتفريغ العميق وزيادة السعر) أو صيانة منخفضة ، الأمر الذي يتطلب مراقبة وتعبئة المياه مرتين في السنة.

عملية شحن البطارية

يرتبط تشغيل البطارية مع تغيير في الطاقة الكيميائية الداخلية. يتم تقليل إمدادها باستمرار أثناء التفريغ ويؤدي إلى انخفاض التيار والجهد. لاستعادته ، يكفي تخطي التيار المباشر للجهد العالي في الاتجاه المعاكس.

في الممارسة العملية ، من المعتاد اختيار قيمته حسب النسبة: يقسم التعبير العددي بنسبة 100٪ من القدرة الاسمية بالأمبيرات / الساعات على 10 ويتم الحصول على القيمة الحالية بالأمبير. ليس لهذه القيمة التجريبية أي مبرر علمي ، ولكنها تستخدم على نطاق واسع في دورات الشحن لمدة ثماني ساعات. ومع ذلك ، فمن الأنسب لتصاميم NiMh و NiCd ، بدلاً من حمض الرصاص.

في محطات الطاقة الشمسية ، يتم تنفيذ الشحنات خلال دورة عمل الدائرة.

جهاز ومبدأ تشغيل محطة توليد الطاقة الشمسية تم بحثهما سابقًا هنا:الطاقة الشمسية للمنزل

ميزات تشغيل البطاريات للبطاريات الشمسية

حفظ وضع التشغيل

يجب أن توفر خوارزميات جهاز التحكم والعاكس أقصى إمكانيات لنقل الطاقة من الوحدات الشمسية إلى المستخدمين النهائيين دون مشاركة البطاريات العاملة ، والتي يجب أن يتم استخدام موردها بعناية فقط لتخزين ونقل الطاقة الزائدة التي يتلقونها.

تهتز الحماية

أثناء حركات و / أو اهتزازات السكن ، يكون تسرب المنحل بالكهرباء إلى السطح الخارجي أمرًا ممكنًا ، مما يؤدي إلى زيادة التفريغ الذاتي. لمنعه ، من الضروري تحييد اللطخات الناتجة بمحلول مائي ضعيف من صودا الخبز أو صابون الغسيل في حالة تتوافق مع نوع القشدة الحامضة المسالة.

تأثير درجة الحرارة

تؤدي درجة الحرارة المرتفعة للبطارية إلى تبخر الماء: تزداد كثافة المنحل بالكهرباء ويزداد الجهد الناتج. تتطلب هذه العملية التحكم - قد تتعرض لوحات الاتصال. لذلك ، من الضروري إضافة الماء المقطر بانتظام إلى مستوى التحكم.

في درجات الحرارة المنخفضة ، تزداد لزوجة المنحل بالكهرباء: إنها أسوأ في ملامسة الأقطاب الكهربائية ، وتبدأ في إعطاء شحنات أقل ، وتستنفد بشكل أسرع.

حالة المنحل بالكهرباء

كثافة الحل

لوحظ أفضل الموصلية بالكهرباء في درجة حرارة الغرفة وكثافة حل من 1.23 جم / م³. في الظروف الباردة ، يوصى برفعه إلى 1.29 ÷ 1.31 جم / سم³.

خفضت إلى 1.10 جم / سم³ يمكن أن تتسبب الكثافة في الصقيع الشديد في تجميد المنحل بالكهرباء ، والذي يتجلى في انتفاخ غلاف البطارية.

غياب / وجود الشوائب

ينبغي فقط سكب حمض الخالي من الحمض والماء المقطر في علبة البطارية. يؤدي استخدام الحمض الصناعي و / أو الماء العادي إلى تعطيل العمليات الكيميائية ، ويؤدي إلى زيادة كبريت الصفائح (تكوين طبقة عازلة من الشوائب) ، والتفريغ الذاتي ، وانخفاض القدرة والموارد.

لا يمكن إزالة الشوائب تمامًا ، وليس من المنطقي تشغيل نظام بطارية كامل حتى مع وجود تفريغ ذاتي عميق. وقال انه سوف يفسد كل شيء.

استعادة البطارية

مع التدمير المادي للألواح ، لا يمكن إعادة البطارية للعمل. ويمكنك محاولة منع ظهور الكبريت ، ولكن ... دون ضمان مناسب للنتيجة.

طريقة استخدام محلول كبريتات المغنيسيوم

يتم سكب أقسام البطارية بمحلول وتخضع لعدة دورات تفريغ / شحن. تبدأ الكبريتات والشوائب الناتجة في الصفائح في الانهيار إلى القاع. سوف تحتاج إلى إزالتها: قد تكون الدوائر الكهربائية قصيرة. يتم سكب العلب المغسولة جيدًا بالكهرباء الجديدة ذات الكثافة الاسمية وتشغيلها.

تتيح هذه الطريقة في بعض الحالات إطالة عمر البطارية.

تهمة تموج

في بعض الأحيان ، لمنع الكبريت ، يقوم الأسياد بشحن البطارية بتيار مصحح ، يتم الحصول عليه عن طريق قطع نصف موجة من الجيوب الأنفية الصناعية ديود قوي. ويعتقد أن الشحنة التي تنفذها نبضات التيار قصيرة يمنع تشكيل طبقة عازلة من الشوائب على لوحات.

هذه الطريقة تعمل شواحن الثايرستور / التيرستورات.

مزايا والاختلافات في بطاريات الرصاص المتقدمة لمحطات الطاقة الشمسية

وضع بطارية السيارة

هذه البطاريات متاحة لتشغيل بداية موثوق بها في أي موسم بارد حتى. ترتبط عملية تمرير دوار المحرك بآلية كرنك بقوى ميكانيكية كبيرة تتطلب تيارات متزايدة للمحرك المبدئي في وقت البدء.

أثناء الرحلة ، يتم إعادة شحن البطارية باستمرار من المولد.

طريقة تشغيل محطة الطاقة الشمسية

يتم إعادة شحن البطاريات التيارات العاملة للبطاريات الشمسية ولا تواجه أحمالاً ضخمة على المدى القصير ، مثل نظيرات السيارات.

تعمل بطاريات Sonnenschein A700 و A500 و A400 الثابتة الخالية من الصيانة للتطبيقات الصناعية بنجاح في أوضاع الشحن الدورية و / أو المستمرة.

يتم توفير بطاريات دلتا القابلة لإعادة الشحن بشكل أساسي مع تنظيم صمام لضغط الغاز داخل الغلاف وتعمل في أنظمة الطاقة البديلة.

أبرز الشركات المصنعة لبطاريات البطاريات الشمسية (البطاريات الشمسية)

الشركات الأكثر شعبية في السوق الروسية تنتج بطاريات للأغراض الصناعية: بوش (ألمانيا) ، سونينشين (ألمانيا) ، YUASA (بريطانيا العظمى) ، C&D Technoloqies (الولايات المتحدة الأمريكية) ، دلتا (الصين) ، Haza (الصين) ، APS (تايوان).

كل واحد منهم له خصائصه الخاصة. على سبيل المثال ، تتوفر بطاريات Haza في تقنيات AGM و HZY (هلام) للتعاون مع الوحدات الشمسية.

لتحديد طراز بطارية مناسب لمحطة طاقة شمسية ، تحتاج أولاً إلى التفكير مليا في شروط تشغيلها وفقط بعد هذا البحث عن تصميم معين عن طريق الجهد والسعة وغيرها من الخصائص الموصوفة.

مبدأ تشغيل وحدات التحكم لشحن الألواح الشمسية ، وهو الجهاز الذي يتم النظر فيه عند الاختيار هنا.

Comments

[#1 مايكل]

معظم الأنظمة المطورة في الوقت الحالي لا تملك القدرة على شحن مجمع البطارية الذي يحتوي على بطاريات بسعات مختلفة. منذ تم تصميم وحدات تحكم الشحن لحقيقة أن البطاريات في مجمع البطارية متصلة في سلسلة. وشحن مجموعة من البطاريات المتصلة في سلسلة مع المعلمات المختلفة ، مثل النوع والسعة ووقت الإنتاج وغيرها من المعالم ، غير ممكن ، لأنه يمكن أن يؤدي إلى انهيار البطارية. لذلك ، يجب أن يتم الشحن بشكل منفصل ، مباشرة من مصدر الطاقة إلى البطارية. تسمح طريقة الشحن هذه بأعلى جودة شحن لكل بطارية نظرًا لحقيقة أن المصدر الحالي يوفر معلمات الشحن الضرورية لبطارية معينة. عند توصيل الحمل ، يتم توصيل جميع البطاريات ، باستثناء واحدة على الشحن ، في سلسلة. بعد وصول البطارية المشحونة إلى تيار الشحن ، تقوم وحدة التحكم بإعادة توصيل البطارية المشحونة بالبطارية الأكثر تفريغًا. نتيجة لذلك ، تحدث هذه التوصيلات في دورة ، مما يضمن التشغيل المستقر للنظام مع شحن كل بطارية على حدة.

[#2]

يوم جيد يا مايكل!
إضافة كبيرة لهذه المادة. يمكنك إعطاء أمثلة على مثل هذه الأنظمة ، والشركات المصنعة ، الموجهة خصيصًا إلى حجم صغير. يمكن تطبيقها في منزل خاص.