Как выбрать аккумулятор для домашней солнечной электростанции: типы батарей, плюсы и минусы

Все солнечные батареи выполняют одну и ту же функцию — хранят "зеленую" энергию, но каждый тип подходит для разных целей. Правильно подобранная батарея обеспечит более высокую надежность и рентабельность инвестиций, если ее химический состав подходит для конкретного применения. О том, какими бывают солнечные аккумуляторы и как выбрать нужный, рассказало издание Market Watch.

Во время отключений света понадобится аккумуляторная батарея, способная за короткое время доставить большое количество электроэнергии. Для этой задачи подходят литий-ионные аккумуляторы, а вот проточные окислительно-восстановительные — нет.

Независимо от типа батареи, также необходимо учитывать глубину разряда (depth of discharge — DoD), которая указывает на ее полезную емкость. Например, использование 70% накопленной энергии допустимо для солнечной батареи, рассчитанной на 80% DoD, но не для батареи с 50% DoD.

Свинцово-кислотные аккумуляторы: плюсы и минусы

Свинцово-кислотные батареи доступны по цене и имеют хорошо налаженную цепочку поставок благодаря своей популярности, поэтому можно легко найти поставщиков и техническую поддержку. Несмотря на низкую стоимость, такие устройства имеют некоторые технические ограничения. Например, их срок службы составляет от 500 до 1000 циклов зарядки-разрядки. Эти батареи следует полностью заряжать после каждого использования, иначе срок их службы резко сократится.

Аккумулятор с абсорбированным стекломатом (аккумулятор AGM) представляет собой улучшенную версию традиционного свинцово-кислотного аккумулятора. Такая батарея заряжается быстрее, имеет влагозащищенную конструкцию и большую долговечность. На рынке присутствуют и аккумуляторы глубокого цикла AGM, рассчитанные на 80% DoD.

Использование свинцово-кислотных аккумуляторов вместе с солнечными панелями требует, чтобы контроллеры заряда поддерживали подходящий зарядный ток. Эти батареи не следует подключать непосредственно к фотоэлементам, иначе система может быть повреждена чрезмерным током.

Литий-ионные аккумуляторы: достоинства и недостатки

Литий-ионные батареи стали очень популярными в последние годы, поскольку они могут работать совместно с солнечными панелями и ветряными турбинами. В мире очень популярны модели от таких производителей, как Tesla Powerwall, Enphase IQ, Renogy и WindyNation.

Литий-железо-фосфатные батареи, или батареи LFP, представляют собой подтип литиевых батарей, характеризующийся превосходным сроком службы. Аккумуляторы LFP имеют срок службы более 4000 циклов при 80% DoD, что означает, что они могут работать более 10 лет при ежедневном цикле зарядки-разрядки. Это делает их идеальным дополнением к солнечным установкам. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, для которых требуются отдельные контроллеры заряда, многие литиевые модели поставляются со встроенными зарядными устройствами и элементами управления.

Основным недостатком литий-ионных аккумуляторов является высокая цена. Они также могут страдать от явления, называемого тепловым разгоном, когда используются при высоких температурах, что приводит к возгоранию. Чтобы предотвратить перегрев, нужно убедиться, что батареи качественные и установлены квалифицированными электриками.

Никель-кадмиевые батареи: хороши на предприятиях, но не в быту

Никель-кадмиевые аккумуляторы характеризуются долговечностью, устойчивостью к высоким температурам и простотой обслуживания. Благодаря этим характеристикам они популярны в промышленности и коммунальном хозяйстве. К сожалению, кадмий очень токсичен, поэтому никель-кадмиевые аккумуляторы не рекомендуется использовать для бытовых нужд.

Проточные батареи: эффективны, но не подходят для дома

Проточные батареи накапливают энергию путем разделения положительных и отрицательных электрических зарядов в химических растворах, которые хранятся в отдельных резервуарах. Когда эти два раствора взаимодействуют, они подвергаются окислительно-восстановительной реакции, и батарея высвобождает энергию. По этой причине эту технологию аккумуляторов также называют "окислительно-восстановительным потоком".

Основным недостатком проточных окислительно-восстановительных батарей является потребность в пространстве, и они нерентабельны для небольших солнечных электростанций. Даже небольшое энергохранилище этого типа может иметь размер транспортного контейнера, поэтому использование проточных аккумуляторов в домашних солнечных системах нецелесообразно.

Как выбрать солнечную аккумуляторную батарею

Первый шаг к выбору солнечной батареи — понять свои потребности в энергии. Знание среднего энергопотребления поможет лучше определить такие важные факторы, как идеальная емкость аккумулятора или количество энергии, которую он может хранить.

Литий-ионные аккумуляторы рекомендуются для домашних солнечных систем, поскольку их длительный срок службы подходит для ежедневного цикла зарядки-разрядки.

Свинцово-кислотные батареи пригодны в качестве систем резервного питания, которые используются время от времени, или как часть автономной системы.

Классификация аккумуляторов

В батареях постоянного тока используется тот же инвертор, что и в солнечных панелях, и обе системы подключаются к стороне постоянного тока.

Аккумуляторы переменного тока имеют отдельный инвертор, который подключается непосредственно к проводке переменного тока дома.

Можно использовать батареи постоянного тока только в том случае, если есть гибридный инвертор, предназначенный для одновременного управления солнечными панелями и хранилищем энергии. Если солнечные панели оснащены традиционным инвертором, который не может хранить энергию, то понадобится батарея переменного тока со специальным инвертором.

Прежде чем использовать аккумулятор в качестве резервного источника питания, стоит проверить его характеристики, чтобы убедиться, что он может работать автономно. Не все солнечные батареи предназначены для использования во время перебоев в подаче электроэнергии, и многие модели могут работать только при синхронизации с сетью.

Ранее мы писали о том, что лучшими солнечными аккумуляторными батареями на рынке были признаны модели от Tesla, SolaX Triple Power, LG, Pylontech, BYD и Sonnenschein. Они тестировались с 2016 по 2022 гг. в лаборатории компании ITP Renewables.