太陽電池システム。電池の動作原理。ソーラーパネルのメーカー。

バッテリーの選択は、さまざまな基準によって決まります。また、新品と使用済みのバッテリーの両方を使用できます。

新しいバッテリーの選択

製品を購入するとき、購入者は特定の選択基準に従っています。バッテリー用にも存在しますソーラーパネル。次の基準が挙げられます。

温度差が大きいバッテリーの場合は、温度センサーを使用して電圧を最適に調整する必要があります。均等充電とは、すべてのセルが確実に充電状態に達するボードです。これは、工場の規則に従って一定の時間枠内で行われます。この充電は通常、定格充電より 10% 多く、2 ～ 16 時間適用されます。セルが直列に接続されており、一部のセルが他のセルよりも電位が低い場合、このレベルの充電で完全に充電されます。

価格;
バッテリーの動作に必要な条件（温度、換気、メンテナンス条件、特別な部屋の有無も考慮されます）。
希望のバッテリー寿命。

選択基準を考慮して、通常は次の種類のバッテリーから選択されます。

スターターバッテリー

バッテリーの動作を維持する機会があり、バッテリーが設置されている場所の換気が良好な場合は、それらを選択する必要があります。従来のスターターバッテリーを使用する場合、エネルギーの一部が自己放電により失われることにも注意してください。もちろん、これは考慮に入れる必要があります。車のバッテリーを使用することもできます (これについては後で詳しく説明します)。これらは、太陽電池システムが困難な条件で動作し、電池が常に放電しており、100% に充電する方法がない場合に使用されます。この状況は、バッテリーが液体燃料発電機から充電される場合、または発電機が基本的な充電コントローラーを使用して使用される場合に発生します。

液体電解質バッテリーの場合、このタイプの充電は、電解質から分離された気泡による液体の「撹拌」に役立ちます。これは、電解質の析出が発生し、セルの上部で強くなり、底部で弱くなる定置型バッテリーの場合に特に重要です。

種類鉛- 酸電池。目的と構造に応じて 2 つの方法に分かれます。これらは自動車での使用を目的としており、深放電向けに設計されています。これらの深放電は、太陽光発電またはハイブリッドシステムに使用されます。非常用電源システム。キャラバンとボート。深放電バッテリーは最大エネルギーの 80% と定格されており、多孔質構造の電極を備えたスターターバッテリーとは異なり、厚い電極板を備えています。

ゲル電池または粘着プレート付き電池。

バッテリーを常に維持することができない場合に最適なオプションです。。電池を置くはずの換気の良い部屋がない場合でも、ソーラージェル電池なしでは済まされません。ゲルバッテリーは予算に余裕のある選択肢ではなく、その使用には車のバッテリーを使用するよりも費用がかかります。電池。また、耐用年数も短くなります。しかし、これは、上記のプラスの性質に加えて、自己充電が低いため、エネルギーの損失が少なくなるという事実によって補われます。

すべてのゲルアキュムレーターは閉じられており、その一部には圧力調整バルブが付いているため、わずかに高い圧力が維持されます。ほとんどの場合、極板は液体電解質電池ではなく鉛カルシウムであり、耐久性を高めるために鉛アンチモンが好まれます。一部のバッテリーには、酸素と水素ガスを水に変換するのに役立つ膜が装備されています。これにより、電解液中の水分の損失が 95% 減少します。

ゲル電池には半固体の酸が含まれています。利点は、機械的損傷が発生した場合でも電解液が漏れないことです。同時に、いくつかの欠点もあります。そうしないと、発生したガスが半固体電解質内に泡やポケットを形成します。暑い気候では、2 ～ 4 年にわたって水分が失われると、バッテリーが使用できなくなる可能性があります。

AGMバッテリー;

また、AGMバッテリーはバックアップシステムにも使用できますが、その耐用年数はソーラーパネル用のゲルバッテリーよりもわずかに短くなります。このタイプのバッテリーには次のような利点があります。

ガスの排出がないため、たとえ換気装置が装備されていない場合でも、どの部屋にもバッテリーを設置できます。
バッテリーのサイズが小さいため、小さな面積の部屋でも使用できます。
このようなバッテリーは充電した状態で輸送できます。
充電深度 80% の条件下で 500 サイクルには十分です。
バッテリーの充電速度は非常に良いです。したがって、6 ～ 9 時間で完全に復元されます。
充電不足の場合、バッテリーはうまく機能します。または、満足に機能すると言えます。
バッテリーが動作する部屋の温度は少なくとも 15 度である必要がありますが、温度が前述の欠陥を下回った場合でも、バッテリーは依然として正常に動作します。しかし、高温に関しては同じことが言えません。そのような条件での動作はバッテリー寿命の大幅な短縮につながるからです。
平均的な価格。

現在の充電レベルについて言えば、このバッテリーの充電レベルはかなり高いです。ゲルチューブ電池とは異なり、過充電の影響は電池の機能に悪影響を及ぼします。過充電するとバッテリーが損傷します。同時に、充電不足の場合でもバッテリーは十分に機能しますが、バッテリー寿命の短縮につながります。これらのバッテリーで熱障害が発生することはまれですが、発生する可能性があります。

このタイプのバッテリーには、ゲルバッテリーと湿式バッテリーの利点があります。凍結する液体を含まず、体積が増加するため、特に低温での使用に適しています。ここで、水中での酸素と水素の再結合は 99% 以上に達することがあります。充電電圧は標準バッテリーと同じです。標準バッテリーに関して挙げられる欠点の 1 つは、価格が高いことです。

サポート。すべての鉛蓄電池は、完全に充電するとセルあたり約 2.14 ボルトの電圧になります。長期間保管すると、電荷の一部が失われます。この自己放電は、バッテリーの種類、使用時間、温度によって異なります。通常、月あたり 1% ～ 15% の範囲です。バッテリーを保管する最悪の方法の 1 つは、数か月にわたってバッテリーを降ろすことです。バッテリーが使用されていない場合でも、充電モードを維持する必要があります。高温希釈が増加し、バッテリー寿命も大幅に短くなります。

充填 (OPzS) および密封 (OPzV)。

このようなソーラーパネルは、オペレーティングシステムの電力が 500 W を超える場合、およびシステムを中断することなく長時間動作させる必要がある場合に選択する必要があります。浸水および密閉されたバッテリーの耐用年数は最も長くなります。たとえ動作サイクルが重い場合でも、これらのタイプのバッテリのみが周期動作を提供できます。

充電レベルは、セル電圧と電解質密度によって測定できます。これらは、セルが数時間負荷または充電に挿入されていない場合の値です。バッテリー電圧。これらの値はバッテリーの状態を示すことはできません。これは負荷テストによってのみ判断できます。個々のセルの電圧を測定すると、その差が 0.2 V を超える場合は、電荷を均等化する必要があります。バッテリ寿命を長くするには、バッテリ電圧がグリーンゾーンにある必要があります。黄色の領域の短期的な減少は、希薄な状態での長期的な条件ほど有害ではありません。

要約しましょう。

バッテリーを常に稼働させておくことが可能で、動作サイクルが厳しくない場合は、単純なスターターバッテリーを選択できます。優先するゲル電池サービスを提供できない場合に使用する必要があり、強力なシステムには使用されません。高出力システムの長期動作を保証できるのは、浸水または密閉されたバッテリーだけです。 AGM バッテリーはバックアップシステム用に提供されています。

バッテリーは通常の測定値を表示できますが、定格容量は低くなります。これは、極板が損傷、スルホン化、または長期間の使用によって損傷した場合、またゲル電池の場合は電解液に気泡がある場合に発生する可能性があります。

酸は電解液から漏れた場合にのみ追加されます。他の場合には、蒸留水または脱イオン水が最小電解液レベルよりも下に注がれます。電解液がプレートを覆っていない限り、これは充電後に行う必要があります。この場合、コーティングには水が添加されます。

中古バッテリーの選び方は？

ソーラーパネルには新品ではなく中古のバッテリーを使用することが望ましいという考え方があります。この場合、使用できる特定のバッテリーと、適切なバッテリーの選択方法、必要に応じてバッテリーを復元する方法、そしてもちろん操作する方法についても確認する必要があります。アルカリ走行用バッテリーを購入するのが最善です。それらの利点は次のとおりです。

直列、並列、または混合で接続されたバッテリーを交換する場合、「新しい」バッテリーは同じ性能を備えている必要があります。スループット、同様にシフトされて同じ動作時間になります。補充するとき、セルキャップは所定の位置に残ります。これらは、充電が均等化された場合にのみ削除されます。

鉛蓄電池には「メモリ」がないため、取り外す前に完全に充電する必要はありません。これは初期の失敗につながるだけです。バッテリーは清潔でなければなりません。洗浄のみに使用してください。きれいな水。表面に汚れがあると自己放電が増加する可能性があります。

バッテリーを損傷することなく、大量に放電したり深く充電したりできます。
長い耐用年数。

そう言わなければなりませんアルカリ電池厳密にはマイナスではありませんが、それでもプラスではありません。実際のところ、アルカリ電池の使用頻度ははるかに低いため、使用済みのアルカリ電池を見つけるのははるかに困難になります。ただし、可能です。鉛酸スターターバッテリーを選択することもできます。それらの利点は、車両運用の分野で非常に積極的に使用されている、つまり購入が簡単であることです。

インバーターとは変換する装置です定電圧または電流を交流電圧または交流に変換します。最新のインバータは、主要な要素として半導体デバイスを使用しています。この場合、完全に操作可能なツールの使用が優先されます。完全に制御されていないデバイスは、次の場合にのみ使用されます。大容量.

インバータはさまざまな基準に従っていくつかの分類があります。電磁プロセスの性質に応じて、インバータは 3 つの主なタイプに分類されます。電流インバータ; 共振インバータ。系統接続ハイブリッドシステムで使用される電圧コンバータ交流低電圧。

購入の際は次の点に注意してください。車から取り外して 1 年以上使用しておらず、放電状態にある鉛バッテリーは選択できません。事実、バッテリーは有害です長い間放電状態にあること。最良の選択肢鉛バッテリーは最近車から取り外して新しいものと交換したものになります。自分の車を持っている場合は、その車のバッテリーを使用することができます。

回路や電源によって分けられます。三相単極インバータ。三相2極インバータ。インバータ回路の出力電圧を調整する方法は3つに分類できます。これらは、PIC 制御、入力電圧調整、幾何学的加算方法です。最初の方法では、出力電圧の周波数と振幅の調整は、電子スイッチへの制御信号のパルス幅変調によって実現されます。この方法では最良の結果が得られます。

バッテリーがすぐにその機能を果たせなくなることを示す外部の兆候は、銅や銅の結晶のようなコーティングが見られることです。白。バッテリーを車から取り外した後は、低電流で充電する必要があります。低電流とはどういう意味ですか? 電流は、本来車両で使用することを目的としたバッテリーのメーカーが推奨する電流よりも 25 ～ 50% 低くする必要があります。バッテリーは 24 時間以上充電する必要があります。

出力が調整される出力で入力電圧の振幅を調整する場合、安定化整流器が使用されます。この電圧がインバータに供給されます。幾何学的加算方式を使用して、複数のインバータを全負荷で運転します。各出力の電圧は、最初のインバータの電圧に対してバイアスされます。出力電圧は、すべてのインバータの出力電圧の合計として得られます。これらの出力電圧を適切に調整し位相シフトすると、正弦波などの目的の出力電圧波形が得られます。

電流の強さは必要な電流の 2 ～ 4 分の 1 にする必要があり、電流の強さが低いほどバッテリーの充電に時間がかかります。そのような行動だけが、表面の帯電を避けるという主な目的を達成します。

使用済みバッテリーの動作

太陽電池容量が大きいことには他にも利点があります。それは、放電および充電プロセスが穏やかな電流モードで行われることです。同じ電流強度において、十分または過剰な容量を持つバッテリーはトレーニングモードで動作し、容量が低いバッテリーは低減モードまたはブーストモードで動作します。

この場合、消費者のみが供給可能です直流。しかし、家庭内には可変電力を必要とする消費者もいます。このような状況では、需要家や需要家のニーズに合わせた定格出力電圧と周波数のインバータを使用する必要があります。電気ネットワークあれば。

電池を使わず、太陽光パネルや風力発電機から直接電力を供給し、その出力を配電網に接続するものもあります。これらのインバータには比較的必要なハイレベル入力電圧48V以上。これは主にシステムに関するものです太陽エネルギー。ストリングインバータが普及する前は、ほとんどの太陽光発電システムは比較的低い出力電圧を使用していました。この状況では、より強力なシステムが主に使用されています並列接続、出力電流は比較的高くなります。

したがって、次のことが明らかになりました 新しいバッテリーを購入することが必ずしも万能薬になるわけではありません。正しい取り扱い方法を知っていれば、中古品を買いだめすることもできます。さらに、特定の種類のバッテリーが他のバッテリーよりも明らかな利点があるとは言えません。太陽電池が動作する条件、そしてもちろん消費者が支払ってもよいコストが大きな役割を果たします。しかし、私たちは主な基準を理解したので、最終的な選択はあなた次第です。

この非効率性は主に導体の損失によるものです。それらは依存症として表現されることがあります。これにより、はるかに小さい直径の導体の使用が可能になり、コンパクトなインバーターの設計も容易になります。風力タービン発電機にも同様の進化が伴い、系統接続システムの定格出力電圧が増加しています。この場合、風力発電機は通常直列に接続されないため、「ストリングインバーター」という用語は少しわかりにくいです。

このような場合、入力電圧が高いインバータと呼ぶのが正しいでしょう。コンバータの品質や回路によっては、出力電圧が変動する場合があります。これらは主に、出力電圧 - 方形波、準正弦波、および真正弦波の 3 つのタイプのインバータに分類されます。最高の機能- 真の正弦波インバーター。方形波および準正弦波電圧で動作すると、一部の家庭用電化製品が動作したり、動作が不安定になる場合があります。このようなデバイスは、電子時計, 音楽システム、いくつかの電子レンジ、速度制御機能を備えた電子機器など。

バッテリーは、日中の稼働中に太陽光発電所によって生成されたエネルギーを蓄え、夜間に消費者に電力を供給します。

さらに、最大負荷が発生すると、バッテリーが電源システムに電力を供給します。これにより、太陽光エネルギーが施設に通常に供給するのに十分でないピーク時や曇天時に、ソーラーパネルが消費者への電力供給に対処できるようになります。

インバータ効率は通常 85 ～ 95% の範囲で、平均は 90% です。この係数は、次の場合にメーカーによって提供されます。有効負荷。負荷が例えば電動機である場合には、電力が供給される。インバータの 2 つのコンポーネントに分かれており、もう 1 つは出力電圧の品質であり、全体の効率に影響します。システムから。電気モーターとほとんどの電子機器正弦波電圧を供給すると消費エネルギーが少なくなります。平均して、電気モーター修正正弦波によって駆動される場合、真の正弦波と比較して 15% ～ 20% 多くの電力を消費します。

ソーラーパネル用電池の種類

現時点では、さまざまな設計、動作原理、動作条件の充電式バッテリー（バッテリー）が開発および生産されているため、必要な要件に応じて目的のモデルを選択することが常に可能です。考えてみましょう現存種太陽光発電所で使用される電池。

インバーターの効率も負荷が異なると異なります。非常に小さな負荷の場合、それらはメーカーの発表とは大きく異なります。ほとんどのインバータは、30 ～ 90% の範囲の定格相対負荷で最大効率を示します。コンバーターには、充電式バッテリーを充電する機能の有無にかかわらず、2 つの主要なグループがあります。

この曲線の膝は、最高のパワー。太陽電池の電流電圧特性。さまざまな強度で照らされます。図 15 は、異なる照明下での太陽電池の振幅対振幅応答を示しています。異なる明るさでの最大電力点は青い線に関連付けられています。図はそれを示しています最大電圧光の強さによって栄養が変化します。ソーラーパネルをバッテリーに直接接続する場合、このポイントは、指定された強度値と指定されたバッテリー電圧に対して計算されます。

車のバッテリー (WET)

原則として、このタイプのバッテリーは独自の開発に使用されます。
低電力で使用時間が短いソーラーパネル向けの自律型電源。このタイプのバッテリーを使用すると、作成された電源システム全体のコストが大幅に削減されます。しかし、このシステムを使用すると、自動車のエンジン始動時とは動作モードが異なるため、自動車のバッテリーが消耗して故障し、交換が必要になることがよくあります。

AGM および GEL バッテリー

このタイプのバッテリーの動作の本質は似ています車のバッテリー唯一の違いは、電解質物質が結合状態にあることです。 AGM デバイスでは、電解質はグラスファイバー内に配置され、グラスファイバーに電解質組成物が含浸されています。ゲルデバイスでは、電解質 ( 硫酸）をゲル状に配置します。

提示されたタイプの充電式バッテリーは、その動作モードが小さな放電電流に関連付けられており、このモードはこのタイプのデバイスにとって重要ではないため、太陽エネルギーによって電力供給される発電所システムで広く使用されています。

また、このタイプのバッテリーは深放電を恐れず、繰り返しの充放電モードに耐えることができます。このようなバッテリーを使用する場合の唯一の欠点は、充電状態に敏感であるため、過充電がバッテリーの動作に取り返しのつかない結果を引き起こす可能性があることです。

AGM および GEL バッテリーのコストは、自動車用バッテリーのコストよりも高くなります。

バッテリーOPzS

このタイプのバッテリーは、上記のバッテリー (鉛蓄電池) と同じ原理で動作しますが、唯一の違いは、アノード (正極) が管状になっており、このバッテリーの特徴により充電回数を増やすことができます。 -動作バッテリーを中断することなく放電サイクル OPzS バッテリーは特別なメンテナンスを必要とせず、長期間問題なく使用できます。唯一の不満な点は、価格が比較的高いことです。

アルカリ電池

このタイプのバッテリーの良い点は、持ち運びができることです。深い放電さまざまなサイズの電流。

にネガティブな性質帰属できる大きいサイズそして、メモリ効果の存在。これは、その後の充電中に不完全な放電が発生した場合に、バッテリーの容量の一部が失われるという事実によるものです。

このようなバッテリーを太陽光発電システムで使用する場合、バッテリーの放電が不完全になる状況が定期的に発生し、その結果バッテリーの容量の一部が失われ、最終的にはシステムの動作に悪影響を及ぼします。全体。

リチウム電池

リチウム電池は代替エネルギーを含む多くの産業や産業で使用されています。
装置のコストが高いため、太陽光発電システムで広く使用されている

このタイプのバッテリーはシステム全体のコストとその投資回収額を大幅に増加させるため、受け取りませんでした。

リチウム電池の優れた特性には、高いエネルギー強度、小さい寸法、深放電に耐える能力、および急速充電能力が含まれます。

バッテリーの製造に使用されるいくつかの種類の技術を見てみましょう。

ゲル技術

電池の動作原理似たようなタイプこれが酸電池の仕組みの本質です。違いは、追加することによって化学元素（二酸化ケイ素）、電解質はゼリー状（ゲル）状態に移行します。

このテクノロジーには次のような利点があります。

追加のメンテナンスは必要ありません。
ハウジングが故障しても電解液は漏れません。
充電中に有毒ガスが放出されることはありません。
重要な循環資源。

AGMテクノロジー

動作原理も従来の酸電池と似ていますが、電解液が特殊な含浸材料 (グラスファイバーマット) に含まれている点が異なります。

バッテリー容量を増やす可能性;
空間内のどの位置でも、どの部屋でも、どのシステムでも作業できる能力。
かなりの回数の充放電サイクルに耐える能力。
深放電抵抗。
バッテリー寿命は 10 年に達する可能性があります。

リチウム（Li）技術

この技術は、追加の金属の分子と相互作用するリチウムイオンの使用に基づいています。使用される追加金属: コバルト酸リチウム (LiCoO2)、酸化マンガンリチウム (LiMn2O4 LMO)、酸化ニッケルマンガンコバルトリチウム (LiNiMnCoO2 または NMC)、リン酸鉄リチウム (LiFePO4)、酸化ニッケルコバルトアルミニウムリチウム (LiNiCoAlO2)、チタン酸リチウム (Li4Ti5O12) ）。

このテクノロジーには次のような利点があります。