Batteries solaires : aperçu des types de batteries adaptées et de leurs caractéristiques

Calcul de la capacité de batterie requise

La capacité des batteries est calculée en fonction de la durée de vie prévue de la batterie sans recharge et de la consommation électrique totale des appareils électriques.

La puissance moyenne de l'appareil électrique sur l'intervalle de temps peut être calculée comme suit :

P = P1 * (T1 / T2),

Où:

• P1 - puissance de la plaque signalétique de l'appareil;
• T1 – durée de fonctionnement de l'appareil ;
• T2 est le temps total estimé.

Presque partout en Russie, il y a de longues périodes pendant lesquelles les panneaux solaires ne fonctionnent pas en raison du mauvais temps.

L'installation de grands ensembles de batteries pour leur pleine charge seulement quelques fois par an n'est pas économique.Par conséquent, le choix de l'intervalle de temps pendant lequel les appareils ne fonctionneront qu'au refoulement doit être abordé en fonction de la valeur moyenne.

La quantité d'énergie générée par les panneaux solaires dépend de la densité des nuages. Si le temps nuageux dans la région n'est pas rare, le manque de puissance d'entrée doit être pris en compte lors du calcul du volume de la batterie

Dans le cas d'une longue période où il n'est pas possible d'utiliser des panneaux solaires, il est nécessaire d'utiliser un autre système de production d'électricité, basé par exemple sur un générateur diesel ou à gaz.

Une batterie chargée à 100 % peut fournir de l'énergie jusqu'à ce qu'elle soit complètement déchargée, ce qui peut être calculé à l'aide de la formule :

P = U x I

Où:

• U - tension ;
• I - force actuelle.

Ainsi, une batterie avec une tension de 12 volts et un courant de 200 ampères peut générer 2400 watts (2,4 kW). Pour calculer la puissance totale de plusieurs batteries, il faut additionner les valeurs obtenues pour chacune d'elles.

En vente, il existe des batteries avec une puissance nominale élevée, mais elles sont chères. Parfois, il est beaucoup moins cher d'acheter plusieurs appareils ordinaires avec des câbles de connexion

Le résultat obtenu doit être multiplié par plusieurs facteurs de réduction :

• efficacité de l'onduleur. Avec une bonne adaptation de la tension et de la puissance à l'entrée de l'onduleur, une valeur maximale de 0,92 à 0,96 sera atteinte.
• efficacité des câbles d'alimentation. Minimiser la longueur des fils reliant les batteries et la distance à l'onduleur est nécessaire pour réduire la résistance électrique. En pratique, la valeur de l'indicateur est de 0,98 à 0,99.
• La décharge minimale autorisée des batteries.Pour toute batterie, il existe une limite de charge inférieure, au-delà de laquelle la durée de vie de l'appareil est considérablement réduite. En règle générale, les contrôleurs sont réglés sur une valeur de charge minimale de 15 %, de sorte que le coefficient est d'environ 0,85.
• Perte de capacité maximale autorisée avant de changer les piles. Au fil du temps, un vieillissement des appareils se produit, une augmentation de leur résistance interne, ce qui entraîne une diminution irréversible de leur capacité. Il n'est pas rentable d'utiliser des appareils dont la capacité résiduelle est inférieure à 70%, la valeur de l'indicateur doit donc être prise égale à 0,7.

En conséquence, la valeur du coefficient intégral lors du calcul de la capacité requise pour les nouvelles batteries sera approximativement égale à 0,8, et pour les anciennes, avant qu'elles ne soient amorties - 0,55.

Pour alimenter la maison en électricité avec la longueur du cycle de charge-décharge égal à 1 jour nécessitera 12 piles. Lorsqu'un bloc de 6 appareils est en décharge, le deuxième bloc sera chargé

Entretien : comment restaurer une batterie au gel, remplacement de l'électrolyte

Si vous réparez le bloc d'alimentation conformément aux recommandations du fabricant, il est fort probable qu'il atteindra sa durée de vie utile sans aucun problème et ne nécessitera aucune action supplémentaire. Si l'alimentation est gonflée ou si les plaques sont détruites, nous vous recommandons de ne pas la restaurer, mais d'en acheter une nouvelle. Dans quels cas peut-on essayer de faire revivre une batterie gel ?

Si vous remarquez une perte de capacité de votre batterie, le composant gel peut s'être desséché. Dans ce cas, il est nécessaire de rétablir l'équilibre hydrique de l'élément avec de l'eau distillée. Ensuite, nous vous montrerons étape par étape comment le faire.

Retirez le couvercle en plastique.

Retirez les bouchons en caoutchouc des bocaux.

• Prenez une seringue et prélevez 1 à 2 cubes d'eau distillée.
• Versez de l'eau dans chaque bocal.

• Laissez la batterie pendant quelques heures pour permettre au gel de pénétrer dans l'eau.
• S'il n'y a pas assez d'eau, ajoutez; s'il y a un excès - retirez-les avec une seringue.
• Vérifier le niveau de tension aux bornes.
• Replacez les bouchons et fermez le couvercle de la batterie.
• Mettez la batterie en charge.

De plus, une revitalisation de la batterie peut être nécessaire avec une forte sulfatation des plaques, qui se forme lors du fonctionnement de la batterie. Il existe deux voies de désulfatation :

Avec l'aide de la composition chimique Trilon V. Il doit être acheté, dilué dans la proportion spécifiée et versé dans une batterie pré-séchée

Veuillez noter que dans les batteries au gel, il n'est pas toujours possible d'éliminer complètement l'électrolyte sous forme de gel. Après désulfatation avec Trilon B, vous devrez rincer l'intérieur avec de l'eau distillée, verser à nouveau l'électrolyte gel dans la batterie, après avoir préparé la solution

Comme vous pouvez le voir, la méthode est assez gênante et nécessite des connaissances et des compétences.
A l'aide de courants pulsés de différentes amplitudes. Au cours de cette opération, les courants pulsés détruisent le sulfate de plomb. Il convient de noter que les batteries au gel, comme mentionné ci-dessus, perçoivent extrêmement négativement les chutes de tension soudaines et les courants élevés. Les utilisateurs qui ont essayé cette méthode disent qu'il n'est pas toujours possible d'atteindre l'objectif. Cela s'explique par le fait qu'en plus du sulfate de plomb, les plaques elles-mêmes sont détruites, ce qui entraîne une perte de capacité.

Comme vous pouvez le constater, il existe des moyens de récupérer les batteries, cependant, elles ne sont pas très adaptées aux alimentations au gel.Nous vous recommandons de ne pas essayer de raviver la batterie au gel, mais d'en acheter une nouvelle.

Est-il possible de verser de l'électrolyte ou de l'eau dans une batterie gel ?

Dans le cadre de l'entretien des batteries au gel, elles peuvent être complétées avec de l'eau distillée de la manière que nous avons décrite ci-dessus. Il n'est pas recommandé de verser de l'eau du robinet ordinaire dans les sources d'alimentation - il y a trop d'impuretés qui interféreront avec la bonne réaction.

L'électrolyte sous sa forme pure n'est pas versé dans des batteries au gel. Vous pouvez essayer de fabriquer un électrolyte absorbé, cependant, nous ne pouvons pas garantir les résultats d'une telle expérience.

Les batteries au gel pour voitures sont très populaires en raison de l'absence de nécessité de leur entretien. Comme vous pouvez le voir, le fonctionnement de ces alimentations est extrêmement simple. Cependant, beaucoup sont rebutés par leur coût élevé. Avec un entretien approprié - recharge rapide, respect des conditions de stockage - cette batterie durera longtemps et la restauration de la capacité ne prendra pas beaucoup de temps et d'efforts. Comment entretenir sa batterie gel ? Avez-vous rencontré des problèmes lors de la charge ou de la récupération ? Partagez votre expérience avec nos lecteurs.

Durée de vie

Dans la plupart des cas avec des panneaux solaires domestiques, le cycle du sous-système de batterie sera d'un jour. Lorsque vous travaillez dans ce mode, la capacité de la batterie à stocker de l'énergie dans le même volume sera réduite. On pense qu'à la fin de la durée de vie de la batterie, la capacité restante de la batterie devrait être de 80% de la valeur nominale.

Compte tenu de cette caractéristique, il est assez simple de calculer la faisabilité économique du choix de certaines batteries dans un système avec des panneaux solaires.

Effet de la profondeur de décharge sur la durée de vie (cycles)

Effet de la température sur la durée de vie (années)

Règles de fonctionnement

Lors de l'utilisation de batteries, ainsi que de tout appareil technique, vous devez suivre les règles. Dans le cas de l'utilisation de batteries dans des systèmes de stations solaires, les règles de fonctionnement sont déterminées par la nature du fonctionnement de ces systèmes et sont exprimées dans les exigences pour les batteries, comme décrit ci-dessus.

En raison de la charge électrique importante, qui est généralement connectée aux systèmes d'alimentation, il est nécessaire d'inclure plusieurs batteries dans un seul groupe. Ceci est fait pour augmenter la capacité totale et pour augmenter la tension à la sortie, ou pour atteindre les deux objectifs.

Trois schémas de mise sous tension d'un groupe de batteries sont utilisés :

Régulièrement. Avec cette inclusion, la capacité du groupe sera égale à la capacité d'une batterie, et
la tension sera reflétée dans la somme des tensions de toutes les batteries du groupe.

Parallèle. Avec cette inclusion, la tension est inchangée et égale à la tension nominale d'une batterie, et la capacité du groupe est déterminée comme la somme des capacités des batteries incluses ;

Combiné. Avec ce schéma de commutation, une connexion série et parallèle de la batterie est utilisée.

Lorsque vous combinez des batteries en groupes, n'oubliez pas que les batteries doivent être utilisées dans un groupe :

1. Un genre;
2. Un conteneur ;
3. Une tension nominale.

Il est souhaitable que les batteries aient le même temps de fonctionnement et le même fabricant.

Vous pourriez également aimer le contenu suivant :

Merci d'avoir lu jusqu'au bout !

N'oubliez pas, dans le Zen

Si vous avez aimé l'article !

Suivez-nous sur Twitter:

Partagez avec vos amis, laissez vos commentaires

Rejoignez notre groupe VK :

ALTER220 Portail des énergies alternatives

et proposez des sujets de discussion, ensemble ce sera plus intéressant !!!

Types et types de batteries de voiture

Une batterie traditionnelle avec des plaques de plomb et une solution d'acide sulfurique comme électrolyte appartient à la classe des batteries plomb-acide ou WET ("humide" dans une terminologie étrangère). Dans les voitures, ce type de batterie est utilisé depuis longtemps et a déjà connu plusieurs étapes d'évolution liées à la complexité de la maintenance.

Le fait est qu'au cours des cycles de charge et de décharge, une quantité supplémentaire d'eau se forme qui, en s'évaporant, modifie la densité de l'électrolyte. De plus, la réaction chimique dans l'électrolyte s'accompagne non seulement de la formation de sulfate de plomb et d'eau, mais aussi du dégagement de gaz (hydrogène et oxygène) et de la formation de vapeurs de l'électrolyte lui-même.

Le processus de formation de gaz est particulièrement actif lors de la conduite intensive et de la charge de la batterie avec des courants élevés - ils disent alors que la batterie «bouillonne».

L'évaporation d'une partie de l'électrolyte modifie non seulement la densité, mais expose également la partie supérieure des plaques, dégradant l'efficacité et la durabilité de la batterie. C'est pourquoi, dans un passé récent, les batteries au plomb, en plus de surveiller le niveau de charge, nécessitaient une vérification constante de la densité et du niveau d'électrolyte, et un entretien périodique faisait partie intégrante du fonctionnement.

En plus de la sulfatation et de l'évaporation de l'électrolyte dans les batteries de ce type, le matériau de la plaque interagit avec l'eau, formant des oxydes de plomb - sources de corrosion et de destruction progressive des plaques.

L'amélioration des batteries comprenait, tout d'abord, la réduction de l'effet négatif de ces trois facteurs, et les principaux moyens de résoudre les problèmes consistaient à utiliser de nouveaux matériaux.

Ainsi, l'utilisation de l'antimoine pour augmenter la durabilité des tôles est connue depuis longtemps. Les technologies modernes ont permis de réduire le pourcentage de cet élément et, de ce fait, d'obtenir une diminution notable de l'intensité de "l'ébullition". Le temps de maintenance des batteries est considérablement réduit et elles sont déjà qualifiées de low-maintenance.

La prochaine étape vers l'amélioration des batteries de voiture - l'utilisation de calcium dans l'alliage de plomb - a permis de réduire davantage l'intensité de la formation de gaz et d'augmenter la tension d'autodécharge. Désormais, les batteries pouvaient être stockées plus longtemps à l'état déchargé, et le processus d'ébullition de l'électrolyte commençait à jouer un rôle si insignifiant que les batteries devenaient sans entretien (bien que ce ne soit pas tout à fait vrai : la charge de la batterie est l'une des les opérations d'entretien).

Les batteries "sans entretien" pour les voitures particulières ne sont presque jamais produites. Mais "à faible entretien" (parfois appelé "sans surveillance") est tout à fait raisonnable à utiliser sur les machines (surtout avec un kilométrage) dans lesquelles le réseau de bord est instable : ces batteries résistent aux fluctuations de charge.

Une position intermédiaire entre les batteries à faible teneur en antimoine et au calcium est occupée par les batteries hybrides. Dans ceux-ci, les plaques d'électrodes positives sont fabriquées avec une faible teneur en antimoine et les négatives contiennent du calcium. Cette solution vous permet de combiner dans une certaine mesure les avantages des deux options, mais, hélas, les inconvénients aussi.Le fait est que les batteries "calcium" sont juste sensibles aux variations du réseau de bord.

Les prochaines étapes importantes dans l'amélioration des batteries de voiture ont été la conception et les solutions technologiques qui ont assuré la transition de l'électrolyte d'un état liquide à un état de type gel. Les batteries fabriquées à l'aide d'une technologie qui utilise un gel plutôt qu'un liquide comme électrolyte sont appelées batteries au gel.

L'utilisation du gel nous a permis de résoudre plusieurs problèmes à la fois :

• sécurité - une solution d'acide sulfurique est extrêmement dangereuse pour l'homme et l'environnement, et la possibilité de fuites existe toujours ;
• orientation - l'état de type gel permet à la batterie de fonctionner à n'importe quelle inclinaison de la ligne d'horizon - l'électrolyte qu'elle contient est solidement fixé;
• résistance aux vibrations - la charge d'hélium n'a pas peur de trembler sur les nids-de-poule - elle est fixe par rapport aux plaques d'électrodes, la possibilité d'exposer une partie de la surface de l'électrode est exclue.

L'une des variétés de gel (bien qu'il existe des différends terminologiques à ce sujet) sont les batteries AGM (AGM - une abréviation pour Absorbent Glass Mat - matériau en verre absorbant), ainsi nommées pour la technologie appropriée. La particularité de l'AGM est qu'entre les plaques se trouve un matériau poreux spécial qui retient l'électrolyte et protège en outre les plaques de la perte.

Les batteries dans lesquelles un liquide épaissi à une consistance de gel est utilisé comme électrolyte ne sont pas utilisées dans les voitures particulières.

Critères de sélection des batteries solaires

Les fabricants améliorent constamment les technologies pour les batteries solaires, et les mêmes indicateurs de performance numériques en action peuvent se manifester de manière complètement différente.

Mais vous devez absolument faire attention à ces indicateurs:

• niveau de capacité opérationnelle ;
• courant de charge;
• courant de décharge.

Lors du choix d'une batterie, le nombre de systèmes verts eux-mêmes doit être pris en compte, la capacité de batterie requise en dépendra. Le plus souvent, on trouve des batteries avec une tension de 12 V, sur cette base, il faudra calculer combien de batteries devront être connectées en série.

Si la tension de fonctionnement de la batterie solaire dépasse la tension d'une batterie, vous devez calculer combien d'entre elles devront être connectées, en règle générale, le chiffre est un multiple de 12. Il convient également de garder à l'esprit que lorsque les batteries sont connectées en série, la tension change, mais la capacité reste la même, tandis qu'en parallèle vice versa.

Schéma du dispositif d'une centrale solaire

Considérez comment le système solaire d'une maison de campagne est organisé et fonctionne. Son objectif principal est de convertir l'énergie solaire en électricité 220 V, qui est la principale source d'alimentation des appareils électroménagers.

Les principales parties qui composent le SES :

1. Batteries (panneaux) qui convertissent le rayonnement solaire en courant continu.
2. Contrôleur de charge de batterie.
3. Batterie.
4. Un onduleur qui convertit la tension de la batterie en 220 V.

La conception de la batterie est pensée de manière à permettre à l'équipement de fonctionner dans diverses conditions météorologiques, à des températures allant de -35ºС à +80ºС.

Il s'avère que des panneaux solaires correctement installés fonctionneront avec les mêmes performances en hiver et en été, mais à une condition - par temps clair, lorsque le soleil dégage le maximum de chaleur. Par temps nuageux, les performances chutent fortement.

L'efficacité des centrales solaires aux latitudes moyennes est grande, mais pas suffisante pour fournir entièrement de l'électricité aux grandes maisons. Le plus souvent, le système solaire est considéré comme une source d'électricité supplémentaire ou de secours.

Le poids d'une batterie de 300 W est de 20 kg. Le plus souvent, les panneaux sont montés sur le toit, la façade ou des supports spéciaux installés à côté de la maison. Conditions nécessaires : virage du plan vers le soleil et inclinaison optimale (en moyenne 45° par rapport à la surface de la terre), assurant une chute perpendiculaire des rayons solaires.

Si possible, installez un tracker qui suit le mouvement du soleil et régule la position des panneaux.

Le plan supérieur des batteries est protégé par du verre trempé antichoc, qui résiste facilement à la grêle ou aux fortes chutes de neige. Cependant, il est nécessaire de surveiller l'intégrité du revêtement, sinon les tranches de silicium endommagées (cellules photoélectriques) cesseront de fonctionner.

Le contrôleur exécute combien de fonctions. En plus du principal - le réglage automatique de la charge de la batterie, le contrôleur régule l'alimentation en énergie des panneaux solaires, protégeant ainsi la batterie d'une décharge complète.

Pour les systèmes solaires faits maison, le meilleur choix est les batteries au gel, qui ont une période de fonctionnement ininterrompu de 10 à 12 ans. Après 10 ans de fonctionnement, leur capacité diminue d'environ 15 à 25 %. Ce sont des appareils sans entretien et absolument sûrs qui n'émettent pas de substances nocives.

En hiver ou par temps nuageux, les panneaux continuent également de fonctionner (s'ils sont régulièrement déneigés), mais la production d'énergie est réduite de 5 à 10 fois

La tâche des onduleurs est de convertir la tension continue de la batterie en une tension alternative de 220 V.Ils diffèrent par des caractéristiques techniques telles que la puissance et la qualité de la tension reçue. L'équipement Sinus est capable de servir les appareils les plus "capricieux" en termes de qualité actuelle - compresseurs, électronique grand public.

On estime qu'environ 1 kW d'énergie solaire tombe sur 1 m² de la surface de la planète, et 1 m² d'une batterie de cellules solaires convertit environ 160 à 200 watts. Par conséquent, l'efficacité est de 16 à 20 %. Avec le bon appareil, cela suffit amplement pour alimenter en électricité tous les appareils de faible puissance de la maison.

Le contrôleur affiche la charge de la batterie sous forme de pourcentage. Si un équipement 24 volts affiche une charge de batterie de 27 V, alors ils sont pleins à 100 %

Une paire de puissantes batteries gel 200 Ah avec (puissance nominale 4,8 kW). Il s'agit d'une journée de fonctionnement d'appareils électriques avec une consommation non-stop de 180-200 watts. Les dispositifs de stockage d'énergie sont résistants au gel, c'est-à-dire qu'ils peuvent être installés dans le grenier et, comme ils sont sûrs, ils peuvent également être situés à côté des pièces d'habitation.

L'affichage numérique de l'onduleur affiche généralement deux paramètres : la consommation d'énergie et la tension totale du système d'alimentation. Une option de chargeur supplémentaire vous permet de connecter un générateur électrique et de recharger rapidement la batterie (s'il n'y a pas de soleil)

Le schéma le plus simple d'une centrale solaire, y compris les principaux composants. Chacun d'eux remplit sa propre fonction, sans laquelle le fonctionnement du SES est impossible.

Types de piles

Pratiquement n'importe quelle batterie peut être utilisée pour les panneaux solaires. Mais l'essentiel est que cela fonctionne longtemps. Le fonctionnement de la batterie dépend du type de fabrication et des matériaux.

Les principaux types de dispositifs de stockage d'énergie :

1. Lithium.
2. Plomb-acide.
3. Alcalin.
4. Gel.
5. AGA
6. Gelée de nickel-cadmium.
7. OPZS.

Lithium

L'énergie y apparaît au moment où les ions lithium réagissent avec les molécules métalliques. Les métaux sont des composants supplémentaires.

Ces types de batteries sont capables de se recharger très rapidement avec une grande capacité. Ces batteries pèsent peu et ont une taille compacte. De plus, leur coût est assez élevé. Pour cette raison, ils ne sont presque jamais utilisés dans l'énergie solaire. Ils fonctionnent 2 fois moins que ceux en gel. Mais servez encore moins si la charge dépasse 45 %. C'est à ce stade qu'ils sont capables de maintenir le volume du conteneur au niveau souhaité.

De telles batteries fonctionnent dans de petites plages de tension. Un inconvénient important de tels dispositifs est la capacité qui diminue avec le temps. Et cela ne dépend pas du respect de toutes les règles techniques.

Plomb-acide

Au stade du développement, ils étaient équipés de plusieurs compartiments pour électrolyte avec une solution aqueuse. Des électrodes de plomb et diverses impuretés sont immergées dans ce mélange. Grâce à cela, la batterie s'est avérée résistante à la corrosion.

De tels appareils ne fonctionnent pas pendant longtemps. Cela est dû à la vitesse de décharge.

alcalin

Ces batteries sont faibles en électrolyte. Leurs produits chimiques ne peuvent pas s'y dissoudre. Ils ne réagissent même pas les uns aux autres.

Les piles alcalines (alcalines) peuvent durer longtemps. Ils résistent bien aux surtensions. Contrairement aux batteries au gel, ces batteries sont capables de fonctionner de manière stable à basse température. Et dans le froid, ils peuvent travailler longtemps.

Ils doivent être stockés 100% déchargés. Ceci est nécessaire afin de ne pas perdre de capacité lors des charges futures.Cette caractéristique peut gravement perturber le fonctionnement d'une centrale solaire.

Gel

Ce type porte un tel nom car l'électrolyte qu'il contient se présente sous la forme d'un gel. En raison de la couche de réseau, il ne coule pratiquement pas.

Cette batterie solaire dure longtemps et peut être rechargée plusieurs fois. Résistant aux dommages mécaniques. Toutes sortes de fissures n'interféreront pas avec son fonctionnement.

Il peut fonctionner à basse température jusqu'à -50 degrés et sa capacité ne diminue pas. Après une longue période d'inactivité, la batterie au gel ne perd pas ses propriétés.

Si cette batterie doit être utilisée dans une chambre froide, elle doit être isolée. Le niveau de charge ne doit en aucun cas être dépassé. Sinon, il peut exploser ou tomber en panne. De plus, ils sont très sensibles aux surtensions.

AGA

En fait, ils appartiennent au type plomb-acide. Mais il y a une différence - c'est la fibre de verre à l'intérieur, qui se trouve dans l'électrolyte. L'acide remplit les couches de ce matériau. Cela lui permet de ne pas se propager. Tout cela suggère qu'une telle batterie solaire peut être placée dans n'importe quelle position.

Ces batteries ont une bonne capacité, durent longtemps et peuvent être rechargées jusqu'à 500 ou 1000 fois. Tout dépend du fabricant. Mais malgré tous les avantages, il y a un inconvénient important. Ils sont sensibles aux courants forts. Cela peut gonfler le corps.

Batteries nickel-cadmium coulées

Ils sont alcalins et doivent être remplis d'électrolyte. Contrairement aux batteries remplies de gelée, elles sont plus sûres. Leur coût n'est pas élevé et la puissance est assez bien conservée.Capable de supporter de nombreux cycles de charge et de décharge.

La durée de vie est assez courte. Plus vous l'utilisez longtemps, plus sa capacité diminue.

Batteries de voiture

Ces appareils sont assez rentables en termes d'économie d'argent. Les personnes qui fabriquent leur propre centrale solaire les utilisent le plus souvent.

L'inconvénient de ces batteries est une usure rapide et un remplacement fréquent. En conséquence, ils peuvent être utilisés pendant une courte période et pour des modules solaires de faible puissance.