Типы аккумуляторов для ветрогенераторов (АКБ): что нужно знать и на что обратить внимание при выборе

Содержание
  1. Выбор тяговых аккумуляторов
  2. Требования к тяговым АКБ
  3. Отличия от стартерных аккумуляторов
  4. Типы тяговых АКБ по обслуживанию
  5. Технологии производства тяговых АКБ
  6. Критерии выбора
  7. Выводы
  8. Как выбрать ветрогенератор для частного дома
  9. Домашний ветрогенератор: в каких случаях есть смысл в установке
  10. Ветрогенератор какой мощности нужен для частного дома
  11. На что обратить внимание при покупке ВЭУ
  12. Какой ветряк лучше: горизонтальный или вертикальный?
  13. Ветрогенератор без аккумуляторов: как выбрать емкость, типы, технологии и назначение
  14. Ветряк или солнечная энергия без аккумуляторов
  15. Аккумуляторы для ветрогенератора: типы, технологии, назначение
  16. Как выбрать емкость АКБ для ветряка?
  17. Рекомендуемые товары
  18. Аккумуляторы для солнечных батарей
  19. Что такое инвертор?
  20. Какой инвертор выбрать
  21. Сколько работает инвертор
  22. Солнечные коллекторы
  23. Плоские коллекторы
  24. Вакуумные коллекторы
  25. Какой аккумулятор выбрать
  26. Сварочный инвертор
  27. Аккумуляторы для солнечной батареи
  28. Как происходит заряд
  29. Типы аккумуляторов для ветрогенераторов (АКБ): что нужно знать и на что обратить внимание при выборе
  30. Критерии выбора аккумуляторных батарей
  31. Характеристики АКБ
  32. Зависимость емкости АКБ от температурного режима
  33. Почему необходимы аккумуляторы для солнечных батарей и ветрогенератора
  34. Какие аккумуляторы для солнечных панелей и ветрогенератора применяют
  35. Использование энергии ветра

Выбор тяговых аккумуляторов

Типы аккумуляторов для ветрогенераторов (АКБ): что нужно знать и на что обратить внимание при выборе

Обновленная статья от: 28.10.2020

Тяговые аккумуляторные батареи выполняют важную задачу – обеспечивают стабильное автономное питание электромотора и другого энергозависимого оборудования. Такие АКБ устанавливаются на электромобили, моторные лодки, катера, погрузчики, тягачи, штабелеры, поломоечные машины, промышленные пылесосы, гольфкары, электромобили, велосипеды и другие виды персонального электротранспорта.

Тяговые АКБ снабжают накопленной в себе энергией электромотор и дополнительное оборудование: осветительные приборы, контроллеры, навигационную электронику, эхолоты и т.д. Поэтому от выбора тяговых аккумуляторов напрямую зависит комфорт и эффективность эксплуатации техники и транспортных средств на электротяге.

Требования к тяговым АКБ

К батареям тягового типа предъявляются следующие требования:

  • устойчивость к глубокому разряду – до 80% от номинальной емкости;
  • стабильность напряжения в процессе разряда;
  • отдача заявленного тока на протяжении всего процесса разрядки;
  • способность работать в циклическом режиме, когда продолжительный разряд (фаза активной работы) чередуется с зарядом – пассивной фазой восстановления;
  • после разряда – быстрое восполнение запаса емкости в процессе зарядки, протекающее без значительных структурных изменений;
  • длительное время автономной работы – зависит от емкости АКБ и уровня потребления энергии;
  • устойчивость к вибрациям и воздействиям внешней среды;
  • высокий уровень влагозащиты;
  • большой циклический ресурс;
  • широкий диапазон рабочих температур.

Отличия от стартерных аккумуляторов

Задача стартерных аккумуляторов – кратковременно подавать на стартер большой ток, необходимый для запуска автомобильного двигателя. В остальное время они «отдыхают» и заряжаются, восполняя потраченную энергию от генератора. На значительные разряды стартерные аккумуляторы не рассчитаны. После нескольких десятков глубоких разрядов (ниже 10 В) они теряют работоспособность.

Иначе обстоит дело с тяговыми АКБ.

Принцип их работы кардинально отличается – вместо кратковременной подачи высоких пусковых токов они отдают энергию в постоянном режиме, обеспечивая непрерывное питание электромотора и других устройств.

Тяговые батареи не боятся значительного разряда, выдают стабильное напряжение, рассчитаны на работу в циклическом режиме разряд-заряд и не боятся жестких условий эксплуатации.

Благодаря особенностям конструкции они более устойчивы к окислительным процессам и выдерживают многочисленные циклы заряд-разряд.

Например, в свинцово-кислотных АКБ тягового типа используются устойчивые к сульфатации толстые пластины, изготовленные из особого сплава и обработанные специальной пастой на основе свинца.

Эта особенность позволяет использовать батареи в режиме глубоких разрядов, не боясь их преждевременного выхода из строя.

Типы тяговых АКБ по обслуживанию

В зависимости от необходимого обслуживания аккумуляторные батареи бывают:

  1. Обслуживаемые – классические свинцово-кислотные аккумуляторы, нуждающиеся в систематической доливке дистиллированной воды и регулярной подзарядке.
  2. Необслуживаемые – современные батареи, не требующие какого-либо обслуживания, кроме периодической зарядки и визуального осмотра на предмет целостности. Такие устройства полностью герметичны и не предусматривают вмешательства человека в их внутреннюю структуру.

Проще и безопаснее использовать необслуживаемые АКБ. Они герметичны, не выделяют вредных веществ, не нуждаются в отдельном хорошо вентилируемом помещении для зарядки. К тому же, при использовании герметичных батарей не приходится содержать в штате специалиста, занимающегося их обслуживанием.

Технологии производства тяговых АКБ

В зависимости от используемого электролита и технологии изготовления тяговые батареи бывают:

  1. Свинцово-кислотные с жидким электролитом (WET). Такие модели имеют большой вес и длительное время зарядки, огне- и взрывоопасны, требуют строго контролировать уровень электролита и по мере необходимости доливать дистиллированную воду. Они не подходят для использования в жилых и невентилируемых помещениях, а заряжаться должны в сертифицированных помещениях с эффективной вентиляцией. Преимуществ у них немного – доступная цена, до 1000 рабочих циклов и морозоустойчивость.
  2. Свинцово-кислотные с электролитом, абсорбированном в стекловолокне (AGM). Батареи этого типа – необслуживаемые, не выделяют опасных газов и способны работать при температуре до -30 °С. Они устойчивы к вибрации и допускают наклон или переворот на бок, но не «вверх ногами». Весомые недостатки AGM батарей – чувствительность к глубокому разряду и небольшой ресурс, до 400 рабочих циклов. Они больше подходят для использования в буферном режиме или для резервного электропитания.
  3. Гелевые – с электролитом, имеющим гелевую консистенцию (GEL). Они не боятся глубоких разрядов, выдерживают более 700 рабочих циклов, допускают переворачивание и не требуют обслуживания. Гелевые АКБ дороже WET и AGM моделей, но по комфорту использования и сроку службы становятся более выгодным приобретением.
  4. Литий-ионные, литий-железо-фосфатные (Li-ion, LiFePO4) – современный вид тяговых батарей с наилучшими эксплуатационными характеристиками. Они сочетают в себе легкий вес и высокую энергоемкость, простоту и безопасность использования, возможность быстрой и неполной зарядки, ресурс более 2000 циклов и возможность использования в диапазоне температур от -20 до +60 °С. И хотя цена литиевых АКБ выше, чем моделей других типов, целесообразность их покупки очевидна. Они не только устойчивы к глубоким разрядам, но и допускают неполный дробный заряд, восполняют энергию за 1,5–2 часа зарядки до 80–100% и соответствуют строгим требованиям безопасности.

В вопросе, какой тяговый аккумулятор выбрать для лодочного электромотора, складской техники или другого оборудования, по соотношению цены и эксплуатационных качеств лидируют аккумуляторные батареи типа LiFePO4.

Благодаря полезной емкости 99,9% они позволяют по максимуму использовать потенциал оборудования, обеспечивая при этом его стабильное электропитание.

К тому же, они отличаются термической и химической стабильностью, отлично держат заряд, не склонны к возгоранию или взрывам.

Критерии выбора

Кроме технологии изготовления, при выборе тяговых АКБ важно учесть следующие параметры:

  1. Емкость, количество запасаемой энергии – от ее значения зависит длительность работы батареи между подзарядками. Чем больше емкость, тем дольше батарея сможет обеспечивать работу электромотора и других устройств на протяжении фазы активной работы. Емкость рассчитывается с учетом уровня потребления энергии и необходимого времени автономной работы оборудования на 1 заряде.

Перед тем, как выбрать тяговый аккумулятор для лодочного электромотора или других целей, расчетное значение емкости нужно увеличить минимум на 20%. Такой запас необходим, чтобы продлить срок службы батареи. К тому же, со временем запас емкости уменьшается – из-за естественных изменений внутренней структуры и нарушений правил эксплуатации, например, из-за хранения в разряженном состоянии.

  1. Напряжение – выбирается в соответствии с вольтажом двигателя. Например, лодочные моторы бывают на 12, 24 и 48 В. Такое же напряжение должно быть и у используемых совместно с ними АКБ. Для суммирования напряжения аккумуляторы соединяются последовательно.
  2. Циклический ресурс – показывает, сколько циклов заряд-разряд выдержит батарея при глубине разряда 80% до момента снижения ее исходной емкости на 20%. AGM батареи имеют ресурс до 400 циклов, гелевые – более 700, литий-ионные – 1000, литиевые с типом химии LiFePO4 – более 2000.
  3. Разъемы. Перед покупкой необходимо убедиться в совместимости разъемов АКБ и оборудования.
  4. Тип зарядного устройства. При выборе зарядного устройства для тяговых АКБ нужно убедиться в их совместимости. Зарядное устройство должно предназначаться для батарей выбранного типа и выдавать рекомендуемый производителем ток заряда.
  5. Размеры и масса. Эти параметры зависят от типа батареи – литиевые АКБ легче и компактнее остальных. При сравнении батарей одного типа их вес и размеры растут с увеличением емкости. При выборе подходящей АКБ учитывается допустимая масса для конкретных условий использования, особенности установки батареи, а при наличии аккумуляторного отсека – его размеры.

Например, для каждой модели моторной лодки или катера в инструкции значится допустимая масса батареи. При выборе АКБ для складской и клининговой техники играют роль размеры аккумуляторного отсека.

Если же батарея выбирается для электровелосипеда, мопеда или самоката на электротяге, ее оптимальная форма и размеры зависят от места установки: на багажнике, в треугольнике рамы, на подседельном штыре, на рулевой стойке и т.д.

Выводы

При выборе тяговой батареи необязательно выбирать аналог старой АКБ. Например, вместо гелевой АКБ можно купить литиевую, причем она при той же емкости будет компактнее и легче.

Главное, чтобы выбранная батарея имела достаточную емкость, подходящие размеры и массу, а также была совместима с двигателем по вольтажу и разъемам. В остальном выбор зависит от ваших предпочтений, но более надежными и удобными в использовании заслуженно считаются необслуживаемые батареи литий-железо-фосфатного типа (LiFePO4).

В предыдущей статье нашего блога – обзор функциональных и практичных электровелосипедов VoltBikes.

Как выбрать ветрогенератор для частного дома

Типы аккумуляторов для ветрогенераторов (АКБ): что нужно знать и на что обратить внимание при выборе

17 декабря 2018

Ветроэнергетическая установка служит для преобразования кинетической энергии в электрическую. Современные ветрогенераторы способны использовать до 45% энергии воздуха — это позволяет успешно использовать ВЭУ в качестве альтернативного энергоисточника, который помогает снизить траты на коммунальные услуги или полностью заменить собой подключение к общей энергосети.

Домашний ветрогенератор: в каких случаях есть смысл в установке

Стоимость возведения ВЭУ для дома или небольшого кооператива сравнительно ниже, чем у других альтернативных электрогенераторов. ВЭУ уступают в цене солнечным батареям, однако они подходят не для каждого жилища. Установка ВЭУ целесообразна в таких случаях:

  • среднегодовая скорость ветра равняется или превышает 3 м/c — в противном случае много энергии от ВЭУ вы не получите;
  • если на вашем участке часто отключат свет или регулярно случаются аварийные ситуации по независящим от вас причинам;
  • если подключение к общей сети в вашем регионе отсутствует или стоит слишком дорого;
  • для поддержания полной энергонезависимости.

Сам по себе ветрогенератор не представляет никакой опасности и никакого вреда не приносит. Вас может раздражать постоянное мелькание лопастей и производимый ими шум.

Но проблема исчезает, если вы устанавливаете ВЭУ на северной стороне своего участка чуть поодаль от дома. В остальном ветроэнергетическая установка — выгодное приобретение.

Давайте разберемся, какой ветрогенератор лучше и почему.

Ветрогенератор какой мощности нужен для частного дома

Рынок ветрогенераторов может предложить модели от производителей разных стран, включая США, Европу и СНГ.

Установки от отечественных производителей стоят дешевле, однако при выборе стоит опираться на технические характеристики и гарантийные сроки.

Средняя продолжительность службы ВЭУ при грамотном использовании — 20-25 лет. Если вам предлагают купить ветряк, который прослужит меньше 10 лет, лучше подыскать другие варианты.

Работу ветряка обычно тестируют на даче или небольшом загородном доме, где потребность в электроэнергии возникает периодически, а не на постоянной основе.

Для снабжения малогабаритного коттеджа вам понадобится ВЭУ мощностью от 1,5 до 3 кВт. Месячная выработка энергии в таком случае колеблется от 500 до 600кВт.

Для среднего дома (100-200 м²) с условием постоянного проживания требуется ветряк мощностью не меньше 5-6 кВт и ежемесячной выработкой энергии от 1000кВт.

Разобравшись с теорией, какой мощности ветрогенератор нужен для дома, необходимо учитывать и практический аспект — силу ветра. Приобретая ВЭУ с малой мощностью, вы сможете выжать из нее достаточное количество энергии лишь при урагане.

Например, двухкиловатный ветряк с расчетной скоростью ветра 15 м/с даст вам 15-20% энергии при условии скорости ветра 6-8 м/с, а в полный штиль останется неподвижным. Это не повод отказываться от недорогих маломощных ветряков — просто купите ВЭУ с меньшей расчетной скоростью ветра.

Та же двухкиловатная ветроэнергетическая установка, но с расчетной скоростью в 8 м/с, будет стабильно работать на максимуме, а в особенно ветреные дни выдаст все 40% энергии.

На что обратить внимание при покупке ВЭУ

Важно учитывать высоту мачты. Чем выше находится ветряк, тем больше ветра он сможет «поймать».

Скорость ветра увеличивается в зависимости от высоты, так что даже в не особо ветреных районах ВЭУ может успешно работать, если мачта будет достаточно высокой. Стандартная высота мачты — 10 метров.

С каждыми последующими десятью метрами мощность ветрового потока будет увеличиваться в полтора раза.

Обратите внимание и на такие факторы:

  • фактические объемы электроэнергии, которые сможет выработать ветряк в условиях вашего участка;
  • актуальность выбранной модели, как долго она выпускается и насколько хорошо ее оценили другие пользователи;
  • гарантийные сроки и периодичность технического обслуживания;
  • расчетный срок использования ветроэнергетической установки;
  • степень сложности монтажа и обслуживания.

Какой ветряк лучше: горизонтальный или вертикальный?

ВЭУ разделяются на типы по направлению оси вращения — горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные (крыльчатые) располагают вертикальными лопастями, которые крепятся к мачте на горизонтальной оси.

Такие ветрогенераторы занимают около 90% рынка; их легко отыскать в любом каталоге. Популярность крыльчатых ветряков обуславливается их высоким КПД, простым управлением, высокой устойчивостью к ураганам и демократичной стоимостью.

Их можно устанавливать на любой высоте и не бояться поломки даже во время шторма.

Вертикальные ветряки (карусельчатые) получили свое название из-за вертикальной оси вращения ротора. Они отличаются легким монтажом и стабильной работой даже при малом ветре.

Карусельчатые ветрогенераторы малошумны и компактны, из-за чего их часто устанавливают для домашнего использования. Минус таких ВЭУ — меньшая эффективность (в сравнении с крыльчатыми).

Вертикальный ветряк нельзя поставить на высокой мачте из-за особенностей конструкции, поэтому они хорошо работают только в ветреной местности.

Горизонтальные ВЭУ более эффективны: половина работы их лопастей происходит за счет сопротивления противоположному движению ветра. Вертикальные же ветрогенераторы из-за смены направления ветра теряют свою мощность.

Горизонтальные требуют меньше места и меньших затрат, они эффективны и мощны.

Низкий уровень шума делает вертикальные ВЭУ привлекательным приобретением, однако они будут целесообразной покупкой только для тех домов, которые не требуют большого количества электроэнергии и располагают накопительными аккумуляторами на случай безветренной погоды.

Для малых нужд целесообразно купить мини ветрогенератор. Эти устройства располагают мощностью до 1 кВт и используются для автономного питания системы подачи воды, небольших сельскохозяйственных ферм и снижения нагрузки на общую сеть. Такие ВЭУ часто используют на дачах для питания кухонных приборов: мини-плит, микроволновок, чайников, светильников.

Ветрогенератор без аккумуляторов: как выбрать емкость, типы, технологии и назначение

Типы аккумуляторов для ветрогенераторов (АКБ): что нужно знать и на что обратить внимание при выборе

Использование энергии ветра имеет важное преимущество перед другими способами выработки электрического тока. Источник достается бесплатно, имеет неиссякаемую энергию, способен обеспечить большое количество потребителей. Проблема возникает на стадии приема и обработки энергии — ветер имеет крайне нестабильную природу, особенно в условиях России.

Огромные возможности источника сильно распылены в пространстве, собрать их в одной точке весьма сложно.

Для этого требуется использовать целый комплекс оборудования и аппаратуры, позволяющей принимать, преобразовывать и накапливать энергию на случай отсутствия ветра.

Необходимость использования множества приборов и устройств является причиной дороговизны ветрогенераторов и заставляет задумываться об изменении технологии обработки энергии.

Чаще всего звучат предложения отказаться от использования аккумуляторов и отдавать полученную энергию прямо в сеть. Срок службы АКБ невелик, возможность перезаряда снижает его еще больше. На Западе практика поставок энергии от частных ветряков в сеть практикуется уже достаточно долгое время.

Полностью зарядив батареи, ветряк переключается на режим передачи энергии в сеть, за что владелец получает некоторую оплату. Но полностью никто от использования накопителей не отказывается, поскольку отсутствие ветра вынудит обходиться без энергии до его появления.

Ветряк или солнечная энергия без аккумуляторов

Полный отказ от использования аккумуляторов возможен только для простых систем, обеспечивающих энергией отдельные, нетребовательные потребляющие устройства. Возможные скачки напряжения или его временное исчезновение им не должны угрожать выходом из строя. К ним можно отнести простые светильники, насосы для водоснабжения.

Подключение потребителей напрямую к генератору создает неравномерный режим питания, зависящий от скорости ветра в данный момент. Для большинства бытовых или промышленных приборов такой режим неприемлем и грозит выходом из строя.

Солнечные батареи находятся в похожих условиях. Периодичность появления источника, зависимость от погоды и состояния атмосферы также вынуждают запасать энергию в аккумуляторах. Исключением могут служить солнечные нагреватели, обеспечивающие отопление домов в зимний период.

Технологии подключения частных генераторов к сети в России не используются. Это объясняется ничтожным количеством таких устройств и нерентабельностью установки оборудования для этого. В данном случае причина состоит в нецелесообразности, а не в отсутствии способа реализации.

Есть простые разработки, предлагающие использование энергии с генератора через трансформаторы, но они не решают основной проблемы — отсутствия питания в безветренную погоду. Кроме того, для качественного питания потребуются стабилизаторы тока и прочие устройства, что в конечном счете образует комплекс, не меньший по объему оборудования, чем состав с аккумуляторами.

Полноценное пользование ветряком, подключенным к сети и функционирующим в двух режимах, требует наличия централизованной системы, рассчитанной на большое количество подобных абонентов. Отдельные единичные источники во внимание приниматься не станут, поскольку полученная энергия от них не оправдает затраты на модификацию оборудования.

Аккумуляторы для ветрогенератора: типы, технологии, назначение

В связке с ветрогенераторами используют разные типы аккумуляторов. В их число входят:

  • стартерные АКБ для автомобилей. Простые и распространенные устройства. Существуют негерметизированные образцы, выдерживающие до 100 циклов разряда и ежегодно нуждающиеся в обновлении электролита и дистиллированной воды. Герметизированные модели — одноразовые, выдерживают до 200 циклов разряда, после чего подлежат утилизации
  • батареи AGM. Герметизированные кислотные накопители, способные выдержать до 400 циклов разрядки. Не переносят перезарядки. При изготовлении этих батарей используются абсорбированный электролит, которым пропитывается стекловолоконный заполнитель отсеков. В режиме подзарядки способны выдерживать до 10-12 лет работы
  • гелевые АКБ. В составе электролита имеется силикагель, способствующий загустению. Вследствие такого состояния батареи не выделяют вредных паров, не вытекают при нарушении герметичности корпуса. Чувствительны к перезарядке, но на разрядку реагируют достаточно спокойно. Способны служить около 10 лет
  • панцирные АКБ. Герметизированные необслуживаемые устройства нового поколения. Благодаря конструктивным особенностям способны выдерживать до 1500 циклов. Пластины покрыты кислотопроницаемым полимерным слоем, защищающим их от осыпания и разрушения, отсюда такая долговечность батареи

Специфика кислотных АКБ состоит в способности электролита выкипать при перезаряде. Большинство устройств нового поколения необслуживаемое, т.е.

их конструкция не предусматривает возможность пополнить объем электролита, поэтому необходимо следить за уровнем заряда и содержать контроллер (устройство, автоматически отключающее АКБ от генератора при достижении критических значений) в исправности.

Кроме того, учитывая падение емкости АКБ при понижении температуры, следует обеспечить условия для хранения, позволяющие работать в оптимальном режиме.

Как выбрать емкость АКБ для ветряка?

Параметры АКБ для ветрогенераторов подбираются по выходному значению напряжения генератора и входному значению у инвертора. Если используется несколько батарей, то в расчет принимаются суммарные значения.

Эти показатели подбираются в первую очередь, так как от них зависит соответствие узлов комплекса друг другу.

Если на выходе генератора имеется 120 В, то понадобится набор батарей с тем же суммарным напряжением (например, 10 штук по 12В).

Емкость аккумулятора — это величина, характеризующая время, в течение которого аккумуляторы смогут обеспечивать энергией потребителей при отсутствии подзарядки.

Батарея емкостью 100 ампер-часов 12В обеспечивает 1 кВт мощности в течение 1 часа. То есть, 12В 50 Ач выдержат 30 минут, а 12В 200 Ач — 2 часа при той же нагрузке в 1 кВт.

Увеличение числа батарей вызовет пропорциональное увеличение времени разрядки.

Для увеличения мощности аккумуляторов производится параллельное подключение дополнительного комплекта АКБ. Следует использовать батареи одинаковых марок и параметров, сборные комплекты нарушают баланс режимов работы отдельных устройств.

Рекомендуемые товары

Аккумуляторы для солнечных батарей

Типы аккумуляторов для ветрогенераторов (АКБ): что нужно знать и на что обратить внимание при выборе

Инверторные системы – отличное решение для вашего загородного дома или дачи. Если все спроектировать верно, срока эксплуатации вашего инвертора хватит очень надолго и работать он будет без всяких перебоев и постоянного технического обслуживания.

Схема инверторной системы

Трудно обустроить комфортную жизнь за городом, если не иметь постоянного и надежного источника электричества 220В. Даже если питание будет потеряно на короткий срок, это может сильно помешать вашей спокойной жизни. А такие перебои, увы, у нас происходят часто, особенно в зимнее время.

Если свет на вашей даче или в коттедже не очень стабилен, не избежать большого количества проблем с бытовой техникой. Как же бороться с такой бедой дома? Проще всего установить стабилизатор напряжения стоимостью 2–3 тысячи рублей.

Общедомовой стабилизатор обойдется в 20–30 тысяч. Он неплохо справляется со своей функцией, но только если напряжение не падает ниже 160–170 В.

А ведь случается и такое, что электричество отключают полностью – тогда спасут только бесперебойные источники.

Существуют разные рекомендации, наиболее расхожая – установить дизельный генератор стоимостью от 50 до 100 тысяч рублей. Но это устройство тоже немного испортит ваше время, проведенное за городом – оно производит много шума, требует дотошного технического обслуживания и загрязняет воздух.

Инверторная аккумуляторная система

Но можно установить инверторную аккумуляторную систему.

Что такое инвертор?

Инвертор – это трансформатор, который преобразует постоянный электрический ток (в среднем 12 В) от аккумуляторных батарей в переменный, изменяет напряжение в зависимости от ситуации.

Если электричество подается в обычном режиме, оно начинает заряжать аккумуляторные батареи (АКБ).

Если напряжение падает или отключается, питание домашней сети переходит на АКБ, превращая их постоянное напряжение 12 В в переменное – 220В/50 Гц.

Компактный автомобильный инвертор

Чтобы инвертор работал нормально, необходимы самые лучшие материалы и детали. От того, насколько качественно установлен инвертор, зависит, насколько долгий срок смогут проработать другие компоненты, особенно АКБ. Качество инвертора определяет срок работы АКБ – хватит его на 2 года или же на целых 12 лет.

Добиться лучшей службы АКБ можно через использование разных компонентов, например, ветрогенераторов или солнечных батарей.

Какой инвертор выбрать

Российские инверторы стоят, конечно, дешевле американских, но в них нельзя изменять то, как будет произведено подключение аккумуляторов: с каким алгоритмом заряда, порогом начала работы, как будет происходить управление сторонними источниками.

Настройка этих параметров помогает более безопасно использовать АКБ, плавно переходить на режим, позволяет использовать инверторы параллельно. Американские системы надежнее, они живут дольше, их хватит на более долгий срок службы на благо вашего дома.

Есть два вида инверторов: онлайн и оффлайн. В онлайн-инверторах разряженная батарея начинает одновременно работать и подзаряжаться от внешнего источника питания (к примеру, подобный принцип работы свойствен автомобильному аккумулятору).

Однако подобный составной режим на деле очень плохо сказывается на батареях, заставляет их работать на износ и быстро заканчивать срок эксплуатации. Оффлайн-инвертор куда более безопасен для батарей – здесь одновременно батарея либо заряжается, либо разряжается. Это более щадящий режим работы.

Оффлайн инвертор

Поэтому, производя расчет с целью выявить более надежный вариант, обратите свое внимание на оффлайн-инверторы.

Не забывайте также учитывать и качество напряжения. Импортные модели выдают напряжение 230 В. Обычно одна АКБ имеет напряжение 12 В. Коэффициент искажений у них достаточно низок – от двух до трех процентов. Чтобы добиться этого, такие модели используют особый алгоритм, формирующий выход синусоидального напряжения, качественные трансформаторы и согласованные фильтры.

Сколько работает инвертор

Инвертор не имеет внутренних батарей, вместо этого использует внешние. Благодаря этому появляется возможность подобрать такой объем аккумуляторных батарей, который обеспечит необходимый срок независимой работы устройства бесперебойной электроэнергии.

Поговорим подробнее о времени независимого действия системы. Чтобы вычислить время заряда, нужно разделить объем аккумулятора на силу тока, которую он производит (в амперах).

Чтобы определить силу тока аккумулятора (IАКБ), опираемся на закон сохранения энергии, в таком случае КПД инвертора будет ровняться ста процентам. Нужен такой результат, чтобы перемноженные вольты и амперы Аккумуляторной батареи Инвертора равнялись перемноженным вольтам и амперам на выходе.

Расчет напряжения АКБ = 12 В (в более сильных моделях имеют место 24 В и 48 В), назовем его UАКБ. Вольт*ампер на выходе являются силой, подключенной к инвертору нагрузки Pнагр.

В итоге имеем расчет Pнагр=UАКБ*IАКБ, а также IАКБ=Pнагр/UАКБ.

Если мы знаем объем аккумулятора САКБ, то можем узнать и сколько он будет автономно работать: tАВТ = CАКБ/(Pнагр/UАКБ) = CАКБ*UАКБ/Pнагр.

Итак, допустим, что у нас есть инвертор, к которому подключен аккумулятор на 55 Ампер*Часов с нагрузкой 300 Вт. Вычислим, сколько он проработает независимо.

  • UАКБ = 12 В
  • Pнагр = 300 Вт
  • CАКБ = 55 Ампер*часов

Производим расчет: tАВТ = CАКБ*UАКБ/Pнагр = 55*12/300 = 2.2 часа.

И другой вопрос, какая нужна Аккумуляторная батарея, чтобы обеспечить определенную продолжительность работы: CАКБ = Pнагр*tАВТ/UАКБ.

Блок из двенадцати аккумуляторов

Например, рассчитаем, какой нам нужен аккумулятор на заданный инвертор, чтобы при нагрузке в 300 Вт обеспечить 2.2 часа независимого действия: CАКБ = 00*2.2/12 = 55 Ампер*часов.

Солнечные коллекторы

Суть солнечных коллекторов – собирать, сохранять и передавать тепло солнца. Солнечную энергию можно использовать бесплатно и бесконечно, она не требует добычи и транспортировки. Есть два основных вида коллекторов – плоские и вакуумные.

Плоские коллекторы

Плоский солнечный коллектор

Конструкция плоских солнечных коллекторов – это изолированная от тепла, находящаяся под стеклом панель, внутри которой находится поглощающая пластина. Именно она накапливает энергию солнца.

Впрочем, даже с учетом теплоизоляции нижних и боковых стенок, зимой уровень заряда намного ниже из-за потери тепла.

Плоские коллекторы хуже приспособлены к температурным перепадам, однако распространены шире благодаря своей низкой стоимости.

Вакуумные коллекторы

Структура вакуумных солнечных коллекторов предполагает, что несколько вакуумных трубок преобразуют солнечный свет в тепловую энергию. Сами по себе трубки похожи на обычный термос и состоят из нескольких стеклянных трубок, встроенных друг в друга. С внешней стороны трубки просвечивают, а внутри нанесен материал, который и собирает солнечный свет.

Вакуумные коллекторы

Коллекторы располагают на крыше и/или стенах дома. Вакуумные солнечные коллекторы гораздо лучше защищены от перепадов температуры и лучше поглощают тепло, почему и приспособлены для работы в холодное время.

Какой аккумулятор выбрать

Определяясь с тем, какой источник питания вам нужен, чтобы обеспечить в загородном доме привычные 220В, сделайте расчет и убедитесь, что он соответствует нагрузке системы.

Если значение тока превышается сверх меры, происходит перегрев, батареи быстрее выходят из строя. Так, обычная система дома – это 9 кВт, напряжение – 24В.

Если система заработает на полную, сила тока составит более 400А, что быстро нанесет вред аккумуляторным пластинам.

Здесь потребуются батареи с напряжением в 48В. Это снизит рабочий ток вдвое, он составит 200А. Кроме того, желательно использовать проводные соединения всех элементов высокого качества, сечение проводов не должно составлять менее 75 мм2. При соблюдении этих требований инверторная система прослужит долго.

Аккумулятор для инвертора

Вообще говоря, цена – это главный показатель качества аккумуляторных батарей. Возможно ли сэкономить, обеспечив хорошее качество? Лучший способ сделать это – приобретать всю систему не сразу, а поэтапно наращивать мощность. Вначале приобретаем инвертор 3 кВт, добавляем к нему новые, ведь современные технологии дают возможность скрепить до 10 одинаковых инверторов.

Сварочный инвертор

Сварочный инвертор, или инверторный источник сварочного тока – необходимый элемент в сварке, он передает сварочной дуге более стабильное горение и более простой поджиг. Инверторы наиболее популярны в сварке, т. к. они как никакой другой аппарат могут обеспечить надежность и независимость от общей сети, исключить колебания и помехи.

Сварочный инвертор действует за счет того, что напряжение сети выходит на выпрямитель, после чего силовой модуль делает постоянный ток переменным. Переменный ток отправляется уже на сварочный трансформатор, который, в свою очередь, обеспечивает им саму сварочную дугу.

Сварочный инвертор хорош тем, что, используя его, вы можете значительно уменьшить силовой трансформатор в размере и при этом увеличить динамику дуги. Благодаря ему стало возможным уменьшить размер и вес сварочного аппарата, повысить КПД и снизить до минимума разбрызгивание при сварке.

Сварочный инвертор

Однако сварочный инвертор имеет и ряд недостатков. Его коэффициент нагрузки ограничен, он довольно чувствителен к влажности воздуха и конденсату. Самый большой его минус – он создает очень высокий, часто даже опасный уровень помех. Эту проблему можно решить, но все ныне известные решения делают устройство не только дороже, но и тяжелее.

Аккумуляторы для солнечной батареи

Если дома вы используете солнечную энергию, то для вас будут очень важны аккумуляторные батареи. Они играют роль посредника, передавая получаемую мощность энергии конечным устройствам и обеспечивая нужное напряжение в 220В.

Наибольшее количество энергии солнечная батарея вырабатывает днем, когда ярко светит солнце. Ночью же, когда потребление энергии не происходит, очень широко начинают использоваться бытовые приборы и различные источники искусственного освещения. Аккумуляторная батарея нужна вам, чтобы убедиться, что электричества хватит и на ночное время, когда подзарядка уже не будет происходить.

Статистика говорит, что дешевле всего использовать аккумуляторы из лития китайского производства и свинцово-кислотные батареи.

Важнейшие параметры аккумуляторов следующие:

  • Объем. Он определяется тем, насколько велик заряд, замеряемый во время отдачи электричества конечным устройствам-потребителям.
  • Плотность энергии. Согласно этой характеристике рассчитывается, какой объем энергии производят батареи на единицу своего объема либо веса. Используя этот параметр, можно сравнить степень эффективности разных моделей.
  • Саморазряд. С помощью этого показателя можно проанализировать, какое количество энергии теряет устройство на холостом ходу, насколько долго оно может хранить энергию.

Чтобы круглый год наслаждаться экологически чистыми источниками электричества и нужными 220В, нужно соблюдать следующие условия эксплуатации:

К сожалению, аккумуляторы не очень хорошо выдерживают резкие перепады температур, им лучше не стоять на жаре свыше +40оС и на холоде ниже –25оС.

Лучше не располагать эти устройства вблизи открытого огня: пары могут воспламениться. Желательно, чтобы вода и осадки не попадали на аккумуляторную батарею: из-за появления новых электрических цепей возможно возникновение токов саморазряда.

Аккумуляторные батареи также характеризуются различным устройством корпуса. Некоторые требуют постоянно контролировать электролит и восполнять его уровень, когда пары выкипают.

Аккумуляторная батарея

Существуют также герметичные модели, в них используется цикл замкнутого типа. Некоторые производители предлагают необслуживаемые модели и предоставляют на них гарантию до 5 лет. Также производятся малообслуживаемые модели, в которые нужно лишь подливать воду два раза в год.

Как происходит заряд

Устройство аккумулятора

Процессы в аккумуляторных батареях изменяются соответственно химической энергии внутри них. Количество этой энергии беспрестанно снижается во время разряда, что ослабляет ток и напряжение. Чтобы вернуть энергию, нужно подать перманентный ток высокого напряжения в противоположную сторону.

Как правило, подбирают силу тока, используя следующий расчет: 100% номинального объема в амперах*часах следует разделить на 10, что даст значение силы тока в амперах.

Это не слишком научный показатель, но на практике именно его обычно используют, чтобы обеспечить цикл заряда из восьми часов.

Впрочем, это число больше характеризует достаточно дорогие устройства типа NiMh и NiCd, а не бюджетные свинцово-кислотные.

Типы аккумуляторов для ветрогенераторов (АКБ): что нужно знать и на что обратить внимание при выборе

Типы аккумуляторов для ветрогенераторов (АКБ): что нужно знать и на что обратить внимание при выборе

Использование аккумуляторных батарей (АКБ) предоставляет возможность создавать автономное и резервное энергоснабжение.

Они считаются обязательными элементами в обеспечении надежности и эффективности энергосистемы ветрогенераторов.

Необходимость применения устройств вызвана нестабильностью выработки и расхода электрической энергии, вырабатываемой ветроустановками разных видов.

Критерии выбора аккумуляторных батарей

Консервируете помидоры на зиму?

Разнообразные модели АКБ

А в этой статье можно узнать об основных способах выравнивания земельного участка.

Характеристики АКБ

Для стабильной, надежной, эффективной работы ветряков предназначены разные типы аккумуляторных устройств. Среди них отмечают:

    Автомобильные стартерные АКБ — относятся к самым простым видам батарей. Подразделяются на обслуживаемые и герметизированные устройства.

    Первый вид АКБ, выдерживающий до 100 циклов разрядов, предусматривает регулярную проверку уровня электролита и ежегодное наполнение дистиллированной водой, соответствующей требованиям ГОСТа.

    Герметизированные устройства представляют необслуживаемый вид батарей, выдерживающих до 200 циклов разрядов. После выработки ресурса подлежат утилизации.

Гелевые АКБ относятся к необслуживаемому виду химических источников электрической энергии. Они отличаются наличием специального загустителя селикогеля в составе кислотного электролита и повышенной чувствительностью к перезарядам.

Пластины производятся обычной штамповкой или с использованием «намазной» технологии.

Низкое значение конечного напряжения, по сравнению с другими типами АКБ, обеспечивает небольшое количество циклов разрядов, которое варьируется в пределах 350 раз.

Аккумуляторная батарея гелевая

Зависимость емкости АКБ от температурного режима

Ветрогенератор для частных домов, коттеджей

Этот параметр АКБ при морозе -25 ºС будет на половину меньше его значений при +25 ºС. Эту линейную зависимость рекомендуется учитывать при выборе места для хранения аккумуляторных батарей. Кроме этого, в условиях хранения устройств без подзарядки каждые сутки будет теряться 1% емкости устройства.

Учитывая характеристики разных моделей АКБ, всегда можно подобрать оптимальный вариант для альтернативной энергетической системы в полном соответствии их доступности, стоимости, предпочтений потребителя.

Смотрите обзорное видео о типах аккумуляторных батарей:

Почему необходимы аккумуляторы для солнечных батарей и ветрогенератора

Часто задают вопрос: «Может ли солнечная электростанция или бытовой ветрогенератор работать без аккумуляторов?» В принципе конечно может. Только для этого необходимо соответствующее оборудование, способное обеспечить как безопасную работу ветряка, так и возможность подачи электроэнергии электроприборам. То есть нужны специальные контроллер и сетевой инвертор.

Но, с одной стороны, это оборудование редко, специфично и дорого. А, с другой, — если нет возможности продать поступающую от ВИЭ электроэнергию в сеть в тот момент, когда самому хозяину она не нужна, то она попросту теряется. Чтобы этого избежать систему солнечных батарей и ветрогенератора дополняют аккумуляторные батареи.

Какие аккумуляторы для солнечных панелей и ветрогенератора применяют

Для автономных электростанций и домовых источников бесперебойного электропитания применяют, чаще всего, аккумуляторы «автомобильного» масштаба. Аккумуляторную батарею составляют обычно из нескольких аккумуляторов ёмкостью 100-200 А/ч.

Господствующее положение здесь занимают кислотные аккумуляторы. Иные виды АКБ ныне не могут конкурировать с ними по цене и полезному действию.

Могут использоваться различные кислотные аккумуляторы: стартерный для автомобиля, гелевые или AGM, специальные аккумуляторы имеющие большое число циклов заряд-разряд.

Стартерные аккумы наиболее доступны по цене. Они продаются в любом автомагазине. Однако они не готовы к большому количеству циклов заряд-разряд. При разряде на 80% количество циклов составляет обычно от 100 до 200.

Аккумуляторы типа AGM – это аналогичные аккумуляторы, но изготовленные по особой технике. Электролит там впитывают стекломаты. Расситаны они ориентировочно на 250 тире 400 циклов.

Батареи типа GEL (гелевые) – также кислотные и герметичные, но в них электролит сгущён специальным гелем. Они рассчитаны на 350 и больше циклов. Эти аккумуляторы идут для солнечных панелей и ветрогенераторов чаще всего. Но и стоят они существенно дороже стартерных.

Специальные панцирные накопители – это аккумы изготовленные особым способом, позволяющим в разы улучшить их возможности. Электроды таких АКБ напоминают трубки. Изготавливаются электроды из сплавов химически чистых свинца и сурьмы. Что значительно удлиняет срок их службы. Такие АКБ выдерживают от 900 — 1500 циклов заряд-разряд на 80%.

Какие аккумуляторы нужны для ветрогенераторов и в каком количестве?

Обычно используются автомобильные или стационарные аккумуляторы по 190-200А /ч, 12В.

Автомобильные отечественные отличаются низкой ценой, но имеют ресурс в 2-3 раза меньше стационарных импортных, которые к тому же будут герметичные и их можно размещать в жилых помещениях.

Применение же гелевых стационарных аккумуляторов позволяет разместить их в помещениях с отрицательными зимними температурами, но нужно иметь в виду, что при отрицательной температуре ёмкость всех аккумуляторов уменьшается в 1,5-2 раза.

Для установок ВЭУ-1 /2,6 и ВЭУ-1/ 2,6-3 лопасти наиболее оптимально 1 или 2 штуки по 190-200А/ч, 12В, для ВЭУ-1/4 и ВЭУ-2 /3,5 — 2 или 4 штуки, для ВЭУ-3 /4 и ВЭУ-5 /5 — 4 или 8 штук, для ВЭУ-3/7 — 8 штук, для ВЭУ-10 /7 — 12-16 штук.

При установке в ВЭУ-3/4 и ВЭУ-5/5 4-х АБ — этим можно сэкономить на вторых 4-х АБ (если нет необходимости запасать много энергии или например, в районах со стабильно-хорошими ветрами) дополнительно необходимо установить тэновый обогреватель, который все излишки переведёт в тепло. При заказе оборудования необходимо указывать предполагаемое количество и ёмкость аккумуляторов.

Использование энергии ветра

Использование энергии ветра имеет важное преимущество перед другими способами выработки электрического тока. Источник достается бесплатно, имеет неиссякаемую энергию, способен обеспечить большое количество потребителей. Проблема возникает на стадии приема и обработки энергии — ветер имеет крайне нестабильную природу, особенно в условиях России.

Огромные возможности источника сильно распылены в пространстве, собрать их в одной точке весьма сложно.

Для этого требуется использовать целый комплекс оборудования и аппаратуры, позволяющей принимать, преобразовывать и накапливать энергию на случай отсутствия ветра.

Необходимость использования множества приборов и устройств является причиной дороговизны ветрогенераторов и заставляет задумываться об изменении технологии обработки энергии.

Чаще всего звучат предложения отказаться от использования аккумуляторов и отдавать полученную энергию прямо в сеть. Срок службы АКБ невелик, возможность перезаряда снижает его еще больше. На Западе практика поставок энергии от частных ветряков в сеть практикуется уже достаточно долгое время.

Полностью зарядив батареи, ветряк переключается на режим передачи энергии в сеть, за что владелец получает некоторую оплату. Но полностью никто от использования накопителей не отказывается, поскольку отсутствие ветра вынудит обходиться без энергии до его появления.

О цветах и даче
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: