太陽能電池板電池的品種和選擇

什麼是膠體電池，它的設計、特點、使用壽命

凝膠電池是一種鉛酸電源，其中電解質在極板之間處於吸收的凝膠狀狀態。凝膠技術意味著這種電源的完全密封和免維護，其工作原理與其他類型的電池沒有什麼不同。

凝膠電池設計

在傳統的鉛酸電池中，電解液是蒸餾水和硫酸的混合物。凝膠技術的不同之處在於電池中的酸溶液是凝膠形式的。這種電解質結構是通過向組合物中添加有機矽填料來實現的，這會使混合物變稠。

幾個相互連接的高強度塑料圓柱塊形成凝膠電源的主體。

電源的主要組成部分：

• 正負極；
• 多孔隔板；
• 電解質；
• 閥門；
• 終端；
• 框架。

凝膠電源的工作原理類似於傳統鉛酸電池中的這個過程——充電的電源會釋放電荷。在此過程中，電壓下降，電解質的密度降低。

凝膠電池的特性

在選擇新的凝膠電源時，需要注意以下參數：

• 容量 - 以安培/小時為單位。顯示電源可以提供 1A 電流的時間。
• 最大充電電流——電池充電時允許的最大電流值。
• 最大放電電流，又稱啟動電流，表示電池可以提供30秒的最大電流值。
• 端子處的工作電壓為 12V。
• 電源的重量取決於其容量，從 8.2 kg (26 Ah) 到 52 kg (260 Ah) 不等。

凝膠電池標記

選擇新電源的一個重要參數是其生產日期。此信息的格式取決於製造商。讓我們看一下主要的例子：

1. Optima：塑料上刻有數字：第一個是年份，第二個是發行日期。例如：3118 表示 2013 年第 118 天。在某些型號上，生產日期可以在貼紙上找到：頂行是月份，底行是年份。

1. Delta：在帶有一組數字和字母的貼紙上，我們對前四個字符感興趣。第一個（字母）是從 2011 年開始的年份（A）。

第二個（字母）是從一月（A）開始的月份。

第三個和第四個（數字）是月份中的日期

1. Varta：生產代碼中，第四位為發行年份，第五、六位為月份（1月17日、2月18日、3月19日、4月20日、5月53日、6月54日、7月55日、8月56日、57日—— 9 月、58 日至 10 月、59 日至 11 月、60 日至 12 月）。

膠體電池的使用壽命

製造商報告的凝膠電池的使用壽命約為10年。然而，應該理解，它可以根據操作條件而變化。

溫度太低（低於-30°C）和太高（高於+50°C）會降低凝膠電池的使用壽命。這是因為在這樣的條件下，電源的電化學活性要么降低要么提高。應該注意的是，溫度升高會加速板的腐蝕。電池持續充電不足也會導致電池壽命縮短。但是，過度充電會對使用壽命產生負面影響。

為了盡可能長時間地使用凝膠電源，建議避免深度放電，並將電池短時間存放在溫度範圍為 -35 °C 至 +50 °C 的干燥房間內。

計算所需電池容量

電池的容量是根據電池不充電的預期壽命和電器的總耗電量來計算的。

電器在時間間隔內的平均功率可以計算如下：

P = P1 * (T1 / T2),

在哪裡：

• P1——設備銘牌功率；
• T1——設備運行時間；
• T2 是總估計時間。

幾乎在整個俄羅斯，由於天氣惡劣，太陽能電池板將在很長一段時間內無法工作。

一年只為滿負荷安裝幾次大型電池陣列是不經濟的。因此，設備僅在放電時工作的時間間隔的選擇必須以平均值為基礎。

太陽能電池板產生的能量取決於雲的密度。如果該地區多雲天氣並不少見，那麼在計算電池組體積時必須考慮輸入功率不足

在長期無法使用太陽能電池板的情況下，有必要使用另一個發電系統，例如基於柴油或燃氣發電機。

一個 100% 充電的電池可以提供電力，直到它完全放電，這可以使用以下公式計算：

P = U x I

在哪裡：

• U——電壓；
• I——電流強度。

所以， 一節帶電壓參數的電池 12 伏和 200 安的電流，可產生 2400 瓦（2.4 千瓦）。要計算幾個電池的總功率，必須將每個電池獲得的值相加。

出售的電池具有高額定功率，但價格昂貴。有時購買幾個帶有連接電纜的普通設備要便宜得多

得到的結果必須乘以幾個縮減因子：

• 逆變器效率。通過適當匹配逆變器輸入端的電壓和功率，將達到 0.92 至 0.96 的最大值。
• 電力電纜的效率。有必要盡量減少連接電池的電線長度和與逆變器的距離，以降低電阻。在實踐中，該指標的值是從 0.98 到 0.99。
• 電池允許的最小放電量。對於任何電池，都有一個較低的充電限制，超過該限制，設備的壽命就會大大縮短。通常，控制器設置為 15% 的最小充電值，因此係數約為 0.85。
• 更換電池前允許的最大容量損失。隨著時間的推移，設備會發生老化，其內部電阻會增加，從而導致其容量不可逆轉地下降。使用剩餘容量低於70%的設備是無利可圖的，因此該指標的值應取0.7。

因此，計算新電池所需容量時的積分係數值將大約等於 0.8，而對於舊電池，在它們被註銷之前 - 0.55。

要為房屋提供充放電週期為 1 天的電力，需要 12 節電池。當 6 個設備的一個區塊放電時，第二個區塊將被充電

電池類型

幾乎任何電池都可用於太陽能電池板。但最主要的是它可以工作很長時間。電池的功能取決於製造類型和材料。

儲能裝置的主要類型：

1. 鋰。
2. 鉛酸。
3. 鹼性。
4. 凝膠。
5. 股東周年大會
6. 膠狀鎳鎘。
7. OPZS。

鋰

能量在鋰離子與金屬分子反應的那一刻出現在其中。金屬是附加成分。

這些類型的電池能夠以大容量快速充電。這些電池重量輕，尺寸緊湊。此外，它們的成本相當高。因此，它們幾乎從未用於太陽能。它們的工作量是凝膠的 2 倍。但如果費用超過 45%，則服務更少。正是在這一點上，他們能夠將容器的體積保持在所需的水平。

這種電池在小電壓範圍內工作。這種設備的一個顯著缺點是容量隨時間下降。這並不取決於遵守所有技術規則。

鉛酸

在開發階段，它們配備了幾個用於電解液和水溶液的隔間。鉛電極和各種雜質浸在這種混合物中。多虧了這一點，電池被證明是耐腐蝕的。

這樣的設備不能長時間工作。這是由於放電速度。

鹼性

這些電池的電解質含量低。他們的化學物質不能溶解在其中。他們甚至沒有互相反應。

鹼性（鹼性）電池可以使用很長時間。它們對電湧有很好的抵抗力。與凝膠電池不同，這些電池能夠在低溫下穩定工作。在寒冷的情況下，他們能夠長時間工作。

它們必須以 100% 排放的狀態儲存。這是必要的，以免在未來充電期間失去容量。此功能會嚴重破壞太陽能發電廠的運行。

凝膠

這種類型之所以有這樣的名稱，是因為其中的電解質以凝膠的形式存在。由於晶格層，它實際上不流動。

這種太陽能電池可以使用很長時間，可以多次充電。抗機械損傷。各種裂縫都不會干擾其功能。

它可以在低至-50度的低溫下運行，並且容量不降低。長時間不活動後，凝膠電池不會失去其特性。

如果此電池要在冷藏室中使用，則應進行絕緣處理。在任何情況下都不應超過充電水平。否則，它可能會爆炸或失敗。此外，它們對電湧高度敏感。

股東周年大會

事實上，它們屬於鉛酸類型。但有一點不同——這是裡面的玻璃纖維，它在電解液中。酸充滿了這種材料的層。這使她有可能不傳播。這一切都表明，這樣的太陽能電池可以放置在任何位置。

這些電池容量大，使用壽命長，可充電多達 500 或 1000 次。這完全取決於製造商。但是，儘管有所有優點，但也有一個明顯的缺點。它們對大電流很敏感。這可以使身體膨脹。

鑄造鎳鎘電池

它們是鹼性的，需要填充電解質。與果凍填充電池不同，它們更安全。它們的成本不高，而且功率保持得很好。能夠承受多次充放電循環。

使用壽命很短。使用時間越長，容量就越小。

汽車電池

這些設備在省錢方面非常有利可圖。製作自己的太陽能發電廠的人最常使用它們。

這些電池的缺點是快速磨損和頻繁更換。因此，它們可以在短時間內用於低功率太陽能模塊。

電池對比表：

	引領汽車	領導年度股東大會/凝膠	鉛 OPzS	鉛 OPzV	鋰離子鋰離子	鈦酸鋰 LTO	磷酸鐵鋰 LiFePO4
優點	初期投資低。	密封。不排放氣體	服務的可能性。鉛電池性能良好。	密封。不排放氣體。鉛電池性能良好。	能量密度最高。重量和體積小。使用壽命長。	最長的使用壽命。可以用大電流進行充電和放電。完全安全	高能量密度。使用壽命長。充放電電流大。完全安全。
缺點	使用壽命短。放出氣體。充電慢。它們不能長時間提供高電流。非線性位特性。	持續循環，使用壽命短。充電慢。不能提供大電流。大放電時可拆卸電容小	高價。充電慢。無法提供長期大電流。大電流放電時可拆卸電容小。	高價。充電慢。無法提供長期大電流。大電流放電時可拆卸電容小。	損壞或不正常操作會產生危險，釋放大量氣體和易燃物。不能在沒有平衡和保護系統的情況下使用。	最大的初始投資。不能在沒有平衡系統的情況下使用。	初期投資高。不能在沒有平衡系統的情況下使用。
額定電壓 1pc, V	12	12	2	2	3,7	2,3	3,2
獲得 12V 的串聯數量	1	1	6	6	4	6	4
比重，W * h in 1 kg	45	40	33	33	205	73	95
價格為 1000 W*h，擦（2019 年）	7000	14000	16000	20000	14000	33000	16000
循環次數，放電 30%	750	1400	3000	5000	9000	25000	10000
循環次數，放電時 70%	200	500	1700	1800	5000	20000	5000
循環次數，放電 80% 時	150	350	1300	1500	2000	16000	3000
1個週期的價格，放電30%，擦	9,3	10	5,3	4	1,6	1,3	1,6
1個週期的價格，放電70%，擦	35	28	9,4	11,1	2,8	1,7	3,2
1個週期的價格，放電80%，擦	46,7	40	12,3	13,3	7	2,1	5,3

基於以上所有論點和對比分析，我們可以得出結論，鋰電池幾乎在所有方面都優於“鉛”電池。但是你應該選擇主要的三種鋰電池中的哪一種呢？

我們認為，目前最好為太陽能發電廠購買磷酸鐵鋰電池，它們具有出色的技術特性，使用壽命長，並且與傳統的鋰離子電池不同，完全安全。此外，它們的成本比鈦酸鋰電池低 2 倍，儘管 LTO 在運行過程中更有利可圖，但在中國購買從電動汽車上拆下來的翻新舊 LTO 電池的可能性很大。

因此，在大多數情況下，使用 LiFePO4 技術的電池會更可取。

拿哪些？

事實上，電池是一般替代能源發展的主要剎車，它的弱側。現代技術並沒有使電池更小、更輕、更便宜。太陽能發電系統中使用的電池有兩種：

• 酸;
• 凝膠。

價格和內部結構有區別，但最大的區別在於效率。凝膠電池可以更好地耐受深度放電，這是它的正常操作模式。凝膠電池的缺點包括在零下溫度下的低啟動電流，儘管在家用電源系統的使用條件下不需要這種電流。此外，凝膠電池要貴得多。

壽命

在大多數家用太陽能電池板的情況下，電池子系統的周期為一天。當您在此模式下操作時，電池在相同體積內積累能量的能力將會降低。相信到電池壽命結束時，電池的剩餘容量應該是標稱的80%。

鑑於此功能，計算在帶有太陽能電池板的系統中選擇某些電池的經濟可行性非常簡單。

放電深度對使用壽命（週期）的影響

溫度對使用壽命的影響（年）

電池的種類和特點

啟動電池

只有安裝電池的地方通風良好，才值得選擇這個品種。這種類型的電池設計為太陽能發電廠的一部分，具有相當高的自放電率。它們用於太陽能電池被迫在困難條件下工作的情況。

塗片電池

在無法對系統進行持續維護的情況下，此類設備可以稱為最佳選擇。此外，如果安裝在通風不良的房間，膠體電池是必不可少的。然而，這樣的儲能設備不能稱為預算選項。此外，這種電池的運行時間相對較短。這些元素的積極品質可以稱為電能的小損失，這將顯著延長車站在夜間和多雲天氣的運行。

AGM 電池

AGM電池的結構

這些電能存儲設備的運行基礎是吸收性玻璃墊。在玻璃墊之間有一種處於束縛態的電解質。您可以在任何位置將電池用於其預期目的。這種電池的成本相對較低，而且充電水平相當高。

該電池的使用壽命約為五年。此外，AGM型電池的顯著特點是：能夠在充滿電的狀態下移動，能夠承受長達八百次的完全充放電循環，體積相對較小，充電速度快（大約七次和一次）。半小時）。

這種電池在十五到二十五度的溫度範圍內工作。然而，這些電池不能很好地耐受部分充電。

凝膠電池

該電池中的電解質具有果凍稠度。這種電池的設計對充電和放電具有很強的抵抗力。他們不需要大量的維護活動。這種元件的成本相對較低。能量損失也不顯著。

富液 (OPzS) 電池

這些電池中的電解質處於液態。他們不需要經常維護。在大多數情況下，每年大約需要檢查一次電解液液位。這種電能存儲設備被設計為以低電流放電，並且可以承受大量的完全充電和放電循環。

然而，此類設備的成本相當高，因此建議將它們用於將太陽能轉化為電能的強大發電廠中。

選擇時要注意什麼

功率、LED數量

一個非常重要的參數。照明水平，燈的亮度，它們的數量，它們之間的距離取決於它。功率通常以瓦特為單位。通常，購買者最好想像更熟悉的白熾燈的功率。因此，有與 LED 燈和白熾燈功率類似的表格。

根據這樣的表格，不難估計需要多少功率的 LED 燈才能產生背光或完整的照明。

防護等級 IP

標示在所有電器上。第一個數字顯示如何保護燈具免受灰塵、固體顆粒的滲透。第二個標記了防潮、防濺、防噴水的防護等級。

為了安全操作，必須保護外殼和電池免受灰塵和濕氣的影響。對於室外安裝，建議防護等級至少為 IP44。越高，越安全。對於噴泉燈，IP 至少為 67。

玻璃類型

取決於氣候，日照量。南方地區，太陽是天空的常客，可以選擇光滑玻璃的面板。

如果天氣多雲，則應選擇反光玻璃。它將允許您最大限度地利用散射的陽光為電池充電。

鋼化玻璃建議用於公共空間，以保護面板免受損壞。

夾具中的矽類型

取決於使用情況。更昂貴的多晶、單晶適合全年使用。對於鄉村夏季使用，多晶就足夠了。

如果可以安裝大面積的太陽能電池板，那麼可以使用薄膜太陽能電池板。它們價格低廉，產生相當便宜的能源。

專家一致認為 太陽能電池板的特性 更多地取決於製造質量而不是類型

選擇可靠的產品最好注意製造商的聲譽。匈牙利公司 Novotech、奧地利 Globo Lighting 等已經證明自己很好。

電池類型和容量

一塊容量為 600-700 mAh 的標準充電電池足夠夜間工作 8-10 小時。根據您的特定照明需求，您可以選擇更小和更大的電池。

為此，請注意電池充滿電時燈的工作時間。對於整夜照明，最好選擇電壓至少為 3 V 的電池

電池的類型對燈的特性沒有影響：兩種類型的特點都是在 -50⁰С 到 +50⁰С 的溫度下穩定運行。鎳金屬氫化物價格更高，但使用壽命更長。鎳鎘電池的成分中含有對環境有毒的鎘，因此可能難以處理。

控制器質量和附加選項

燈具的使用壽命、自主性和其他特性取決於控制器。其他設備，例如運動傳感器、照片繼電器，讓您無需考慮打開和關閉燈。

外觀、安裝方式

設計對於裝飾該區域很重要。

根據用途選擇安裝方法。對於花園燈，一條腿插在地上就足夠了。更“嚴肅”的照明燈具需要吊裝或高支撐。

如何計算電池參數

電池佔整個太陽能係統成本的很大一部分。首先，這是由於它們在運行過程中經常更換。這些設備具有不同的容量和使用壽命，因此價格差異很大。有一個特定的程序可以確定家庭太陽能電池的計算，每個人都在此基礎上決定購買特定的電池型號。

任何電池的主要參數都是容量和充放電循環次數。以常規酸電池為例，電壓為12V，容量為100Ah，可進行示意性計算。需要計算一次可能累積的能量以及構成電池壽命的 1000 次循環釋放的相同能量的量。所有計算均在考慮遵守規則和操作標準的情況下進行。例如，溫度升高會縮短器件的壽命，降低會導致容量下降。

那麼，一個電池可以充滿多少能量然後完全放電。為獲得結果，將 100 A * h 的容量乘以 12 V 的平均電壓值。最終數字將是 1200 W * h 或 1.2 kW * h。然而，在實踐中，電池的完全耗盡被認為是初始容量餘額的 40%。在這種情況下，整個運行期間的平均容量指標不會是 100 A * h，而是只有 70。因此，真正的電力供應是：70 A * h x 12 V = 840 W * h 或 0.84 kW * H。

電池的說明表明不希望將其放電超過總容量的 20%。也就是說，在晚上，只能從電池中取出 0.164 kWh 而不會產生任何後果。電池正常放電應在 20 小時內發生。如果這個過程在大電流的影響下發生，那麼電容會進一步降低。因此，最佳放電電流為 5 A，電池輸出功率為 60 W。如果您需要解決問題，如何計算增加值的功率，在這種情況下電池數量增加或現有設備的操作模式發生變化。

確保操作模式與充電和放電控制器的正確設置非常重要。當達到一定的充電電壓時，進行關機，否則電解液將開始沸騰並強烈蒸發。同樣，當電池放電至 80% 時，消費者會關閉電源。遵守操作模式和製造商的建議可顯著延長電池的使用壽命。

電池的主要特點

在太陽能係統的電池中，有必要執行逆向化學過程。並非每塊電池都可以進行多次充電和深度放電。合適電池的主要特點是：

• 容量;
• 設備類型;
• 自放電；
• 能量密度;
• 溫度範圍；
• 大氣模式。

為太陽能係統購買電池時，應特別注意化學成分和容量，一定要注意輸出電壓。您應該選擇一個方便的地方安裝和維護電池

您應該選擇一個方便的地方安裝和維護電池

膠體電池的高級選項能夠無痛退出完全充電放電狀態，循環服務達到五年。由於電極表面的電解質密集填充，因此排除了腐蝕。高品質電池的自放電率低，能夠在極端溫度條件下運行。

如何選擇太陽能電池板的電池？

當然，太陽能電池板的電池選擇取決於系統的配置。但是，有一些原則可以為您指明正確的方向。首先，在大多數情況下，您不應優先選擇 AGM 電池。它們的循環壽命往往顯著降低，深度放電的能力更差，進一步縮短了它們的使用壽命。但是，也有例外。此外，根據系統的循環性（即切換到電池操作的頻率）、其內部參數，確定選擇一種或另一種技術的經濟可行性。

在選擇電池時，應考慮一些特性：電池應使用多長時間，應提供多少電量。以下是用於比較不同解決方案的最重要標準。

什麼電池最適合太陽能電池板？

在工業固定電池的經典解決方案中，有幾種技術可以滿足與太陽能電池板配對的要求。表中給出了一個小的對比分析：

管狀板凝膠 (OPzV)	長達 20 年	高達 3000	不需要
帶擴散板的凝膠	長達 15 年	2000年前	不需要
磷酸鐵鋰 (LiFePO4)	長達 25 年	高達 5000	不需要
鎳鎘	長達 25 年	高達 3000	可能需要加水

凝膠鉛酸電池 - 最適合密封（免維護）中的循環操作模式和長期放電。管板電池滿足更嚴格的質量和可靠性要求，因此更常用於大中型工業太陽能發電廠。普通板是一種更簡單的技術，然而，由於它們的簡單性和成本較低，因此，這種電池通常可以與低功率太陽能電池板搭配使用。

在磷酸鐵鋰電池中 磷酸鐵用於提高安全性和熱性能，同時實現較長的循環壽命。由於這些電池發熱量低，不需要通風或冷卻，無需特殊設備即可作為太陽能發電廠的一部分安裝在普通建築物中。

鎳鎘電池 具有簡單可靠的設計。由於其高效率、堅固性和在極端溫度下運行的能力，廣泛用於世界各地的大型太陽能發電廠。這些電池適用於可靠性是關鍵因素的苛刻應用。他們可以在沒有定期維護的情況下進行，但需要額外的通風。

太陽能電池選擇標準

每個想要用太陽能電池板為房屋供電的人都想知道哪種電池是創建太陽能發電廠的最佳和最合適的選擇。我們將幫助您確定在這種情況下選擇哪種電池。

選擇電池型號時，必須以這些特性與使用條件的比例為指導

下面介紹購買時要注意的參數。

1. “充放電”循環的資源。該特性表明電池的大致壽命。
2. 充電和放電過程速度的指標。該指標也會影響設備的使用壽命。
3. 設備的自放電率。它還會影響電池壽命。
4. 電池容量。此參數有助於確定設備可以運行的功率。
5. 充放電時電流的最大值。充電值決定了設備可以接受多少電流。放電值決定了設備在不影響性能的情況下可以提供多少電流。
6. 設備的重量和尺寸。這些參數是繪製電池連接圖以及確定其位置所必需的。
7. 電池使用條款。由於不同的模型在不同的溫度條件下運行，因此應考慮到這一點。
8. 服務。說明應說明每個特定型號需要哪些維護措施。但這不是可能影響您選擇的主要參數。

為了太陽能發電廠的全部功能，應考慮該系統所有組件的技術特性。我們希望以上信息能幫助您為您的太陽能發電系統選擇合適的電池。