Как выбрать батарею для инвертора

Как выбрать батарею для инвертора

Содержание:

1. Как работает аккумулятор для инвертора в системе солнечной энергии?
2. Какие типы батарей чаще всего используются в системах солнечной энергетики?
3. Где используются литий-ионные аккумуляторы?
4. Как выбрать батарею для инвертора?
5. Где можно купить лучшие батареи для инвертора2023 года?

Как работает аккумулятор для инвертора в системе солнечной энергии

Аккумуляторная батарея является неотъемлемой частью солнечной энергетической системы, поскольку она позволяет накапливать избыточную энергию полученную от солнечных панелей или сети и таким образом обеспечивает пользователя бесперебойным источником электроэнергии. Батарея выполняет три важные функции:

1. Накапливает электроэнергию в течение дня. В течение светового дня солнечные панели "собирают" прямой солнечный свет и превращают его с помощью инвертора в электроэнергию. Во многих случаях собственное потребление пользователя меньше количества "собранной" энергии. Этот остаток электроэнергии аккумулируется в батарею для дальнейшего использования.
2. Обеспечение работы электроприборов ночью. Поскольку ночью нет постоянного источника пополнения электроэнергии от солнечных панелей, аккумуляторная батарея отдает пользователям накопленный за день избыток электроэнергии, чем и обеспечивает бесперебойную работу системы.
3. Стабилизация мощности солнечной энергосистемы. Аккумуляторная батарея может рассматриваться как устройство для балансировки мощности системы в целом. Итак, когда входная мощность солнечной панели превышает текущую нагрузку, инвертор перенаправляет избыточную энергию в батарею для хранения, а когда энергии от солнечной панели не хватает чтобы удовлетворить потребности потребителей, инвертор ее "забирает" из батареи и передает потребителям.

Какие типы батарей чаще всего используются в системах солнечной энергетики

Сейчас на рынке в основном есть два типа аккумуляторов: свинцово-кислотные и литиевые. Оба типа имеют свои подтипы, а также преимущества и недостатки.

К литиевым батареям относятся литий-железо-фосфатные батареи (LiFePO 4/LFP), литий-кобальтовые (LiCoO 2), литий-никель-марганец-кольбат-оксидные (LiNiMnCoO 2/NMC) и др.

Среди основных преимуществ данного типа батарей следует выделить:

• Возможность разряжать батарею почти полностью (до 95%) без нанесения вреда батарее. 
• Большое количество ПОЛНЫХ циклов заряда/разряда - 4000-6000. 
• Малый вес и размер.
• Отсутствие вредных элементов.
• Безопасность для окружающей среды.
• Длительный срок службы.
• Высокую емкость.

Примером такой батареи является Revention PowerCube ECO 5.9KWH, 24V. Она относится к литий-железо-фосфатным батареям (LiFePO4) и предлагает большую емкость и долгий срок службы, превышающий 6000 циклов заряда и разряда. Это делает ее отличным выбором для систем солнечной энергии, автономных систем, а также для использования в качестве резервного источника энергии. Одним из важнейших элементов батареи является система BMS (Battery Management System), которая включена в конструкцию самой батареи и надежно защищает ее от перегрева, переразряда, короткого замыкания, перенапряжения и превышения тока, что обеспечивает безопасную и эффективную работу батареи при любых условиях.

Среди других преимуществ можно выделить:

• Высокая емкость батареи: 230 А-ч. 
• Максимальный ток заряда/разряда: 115 А.
• Компактный дизайн и удобный настенный монтаж. 
• Совместимость с большинством инверторов.

Еще одним примером данной разновидности батарей можно считать Dyness A48100. Она также относится к литий-железо-фосфатным батареям (LiFePO4); отличается длительным сроком эксплуатации, высокой емкостью - 100 А-ч, современным практичным дизайном, еще большим количеством циклов заряда/разряда (6000 циклов), чем предыдущая модель. Батерея также оснащена контроллером BMS, совместима с большинством инверторов, имеет широкий диапазон рабочей температуры -20°C - +50°C, различные опции монтажа и еще большие возможности масштабирования по сравнению с предыдущей моделью - до 40 шт. Эту батарею можно использовать для поддержки энергообеспечения различных видов оборудования и систем.

Свинцово-кислотные батареи состоят из электродных пластин, изготовленных из свинца, диоксида свинца и электролита - раствора серной кислоты. Принцип работы данного аккумулятора заключается в преобразовании электрической энергии в химическую (когда аккумулятор заряжается) и наоборот из химической в электрическую энергию (при разрядке).

Среди преимуществ следует выделить:

• Невысокую стоимость.
• Широкий диапазон рабочей температуры -20°C - +50°C.
• Высокий рабочий ток.
• Низкий уровень саморазряда.

Недостатки:

• Большой размер и вес.
• Возможность разряжать батарею до 50% без нанесения вреда батарее, что гораздо меньше по сравнению с литиевыми батареями.
• Небольшое количество циклов заряда/разряда - примерно 2000.
• Относительно низкий уровень безопасности.

Выбор между LiFePO4 и свинцово-кислотными батареями для солнечных систем требует учета эффективности, срока службы и воздействия на окружающую среду.

Где используются литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы предлагают универсальность и долговечность, что делает их отличным выбором. Благодаря высокой плотности энергии и гибкости, они прекрасно подходят как для автономных, так и для сетевых установок. 

Кроме того, литий-ионные батареи, такие как LiFePO4/LFP и LiNiMnCoO2/NMC, имеют улучшенные характеристики безопасности по сравнению со свинцово-кислотными батареями. Они обеспечивают более долгий срок службы, более глубокий разряд и требуют минимального обслуживания. Эта адаптивность к различным сценариям в сочетании с их надежностью делает литий-ионные батареи лучшим вариантом для хранения энергии, обеспечивая надежное и эффективное электроснабжение.

Свинцово-кислотные батареи, в свою очередь, находят свою нишу в автономных солнечных установках и системах резервного питания. Их экономическая эффективность и надежность делают их популярным выбором для таких сценариев применения. Однако, ограниченная глубина разряда и требования к обслуживанию могут быть недостатками данного типа батарей.

Как выбрать батарею для инвертора

Продолжительность автономного питания означает продолжительность времени, в течение которого резервный аккумулятор может поддерживать питание во время отключения электроэнергии. Вы можете выбрать различную продолжительность резервного сохранения энергии, в соответствии с вашими потребностями, например 4 часа, 8 часов и т.д.

Исходя из вашего желания относительно продолжительности автономной работы нужно рассчитать необходимую емкость батареи.

Рассматривая покупку солнечного инвертора и батареи к нему, необходимо учитывать общее потребление электроэнергии устройствами, которые, как ожидается, будут питаться от солнечной системы.

Кроме того, вам нужно учитывать эффективность инвертора, поскольку, когда инвертор преобразует постоянный ток от солнечных панелей в пригодный для использования переменный ток, происходят потери энергии.

Чтобы убедиться, что батарея может полностью поддерживать нагрузку во время отключения электроэнергии, вам нужно добавить общую потребляемую мощность нагрузки к энергии, потерянной во время процесса преобразования инвертора.

Общая необходимая мощность батареи = Общая потребляемая мощность нагрузки + Номинальная мощность инвертора * (1 - КПД инвертора)

Например, мощность инвертора составляет 3000 Вт с КПД 95%. Общая потребляемая мощность нагрузки - 2500 Вт. В этом случае, расчет общей необходимой мощности батареи выглядит следующим образом:

Общая необходимая мощность батареи = 2500 Вт + 3000 Вт * (1 - 0,95) = 2650 Вт

Также, выбирая батарею, важно убедиться, что номинальное напряжение выбранной батареи совместимо с инвертором и соответствует напряжению системы.

Кроме того, важной мерой является глубина разряда батареи. Глубина разряда означает процент емкости батареи, который можно разрядить без повреждения самой батареи. Выбирая батарею для солнечной системы, очень важно выбрать лучшую батарею глубокого цикла для оптимального хранения энергии и длительной работы. Так, например, если выбранная батарея имеет глубину разряда 80%, это означает, что вы можете использовать 80% емкости батареи для поддержания нагрузок без повреждения батареи.

Корректный выбор батареи для системы хранения энергии требует знаний/понимания еще ДВУХ важных параметров: емкость батареи и ее мощность.

Очень часто рядовой пользователь путает мощность батареи с ее емкостью, что может привести к неверному выбору.

Попробуем быстро разобраться чем один параметр отличается от другого.

Емкость батареи — это максимально возможный полезный заряд, отдаваемый полностью заряженной батареей при разрядке до наименьшего допустимого напряжения.  Измеряется в ампер-часах (А-ч, Ah) или киловатт-часах (кВт-ч).

Например, емкость батареи GSL 051200A-B-GBP2 составляет 200 А-ч. Это означает, что она может поставлять ток в 50 ампер в течение 4 часов или ток 20 ампер в течение 10 часов, или другую комбинацию тока и времени, которая даст общую энергию, в соответствии с ее емкостью 200 А-ч.

Для того чтобы ампер-часы (емкость) перевести в ватт-часы (энергия) нужно знать напряжение батареи. 

Если батарея 12В и емкостью 45 А-ч, то будем иметь 12В * 45 А-ч = 540 Вт-ч. 

Или если имеем батарею 48В и 100 А-ч. 48В * 100Ah = 4800 Вт-ч или же 4.8 кВт-ч.  

Иначе говоря, емкость батареи - это полный заряд, которой она содержит.

Мощность батареи или какой максимальный ток заряда/разряда может "отдавать" батарея. Но, следует учитывать, если батарея имеет емкость 100 А-ч это вовсе не означает что она может дать ток разряда 100 А. "Максимальный ток разряда/заряда" и "номинальный ток разряда/заряда" указаны отдельными строками в документации батареи и определяют мощность, которую батарея может дать.

Например. Батарея 48В с емкостью 100 А-ч может иметь номинальный ток разряда 50А, а максимальный ток разряда 75А. В таком случае легко определить какую долговременную мощность может отдавать батарея: 50А * 48В = 2.4кВт. А максимальная мощность у этой же батареи будет 75А * 48В = 3.6кВт. Если нагрузка будет больше чем 3.6кВт батарея может быть повреждена, и/или система защиты батареи выключит ее принудительно чтобы предотвратить разрушение.

Следует отметить что максимальная нагрузка не может быть долговременной. Допустимыми могут быть скачки мощности до 3.6кВт в районе до нескольких секунд. Все остальное время батарея должна работать на токах не больше номинальных.

В завершение пример расчета без учета остатка заряда, который в любом случае остается в батарее. Имеем батарею 48В емкостью 200 А-ч, с номинальным током 100А и максимальным 150А. Рассчитаем, сколько времени эта батарея будет работать при ее номинальной нагрузке и какие пиковые нагрузки может выдержать?

Рассчитаем номинальную долговременную мощность: 48В * 100A = 4.8кВт (это максимальная допустимая долговременная мощность).

Расчет емкости, которую сохраняет полностью заряженная батарея: 48В * 200 А-ч = 9.6 кВт-ч

Сколько времени батарея продержит нагрузку при номинальных параметрах: 9.6 кВт-ч / 4.8 кВт = 2 часа.

Максимальная краткосрочная мощность, которую может иметь батарея (несколько секунд) определяется следующим образом: 75A * 48В = 7.2кВт

Учет всех этих факторов позволит вам лучше спланировать и настроить систему резервного питания, чтобы полностью удовлетворить ваши потребности в энергоснабжении, одновременно обеспечивая надежность и эффективность системы.  Подобрать батарею можно на нашем сайте или обратиться к нам для получения более детальной и индивидуальной консультации.

*  считаем что батарея может отдать всю емкость без остатка. Хотя в реальном расчете нужно учитывать, что 5%, 10%, 20%, 50% должно оставаться в батарее (в зависимости от ее типа).

Где можно купить лучшие батареи для инвертора2023 года

Купить лучшие батареи для инвертора можно в интернет-магазине Артлайн. Наш ассортимент предлагает широкий выбор высококачественных батарей, специально разработанных для обеспечения надежного питания вашего инвертора и бесперебойного функционирования всех подключенных устройств.

г. Киев, ул. Кирилловская, 104

• (080) 033-10-06
• (044) 338-10-06
• (066) 356-10-01
• (097) 356-10-01
• (063) 356-10-01

[email protected]