MALÉ SOLÁRNÍ SYSTÉMY PRO CHATY A CHALUPY - ELEKTŘINA ZADARMO

CO MUSÍTE ŘEŠIT PŘEDNOSTNĚ:

KAM A JAK ULOŽIT ZÍSKANOU SLUNEČNÍ ENERGII ?

 

AKUMULÁTORY

musí být vždy navrženy tak, aby nedegradovaly celý systém. Při navrhování akumulátoru musí být brán ohled na instalovaný výkon fotovoltaických panelů a také na navržený měnič napětí v systému. Pokud bude ve fotovoltaické elektrárně použit akumulátor s nižším nabíjecím proudem než je pro navržený systém vhodný, pak elektrárna nevyrobí tolik energie kolik by mohla. Pozor tedy na lákavé nabídky s vysokým výkonem FV panelů a malou kapacitou baterií. Baterie ve fotovoltackém systému musí být navržena v závislosti na výkonu solárních panelů, typu měniče napětí a nabíjecího proudu baterie.

V malé fotovoltaické elektrárně se nejčastěji pro úschovu vyrobené elektrické energie používá olověný akumulátor. Je to sekundární galvanický článek s elektrodami na bázi olova, jehož elektrolytem je kyselina sírová. Hlavní výhodou olověných akumulátorů je schopnost dodávat vysoké rázové proudy. Tato vlastnosti, spolu s jejich nízkou cenu, je atraktivní např. pro startování automobilu. 

POZNÁMKA:Funkce galvanického článku spočívá v přeměně chemické energie na elektrickou energii. Galvanické články se dělí na primární a sekundární (akumulátory).
Primární články nám poskytují velmi drahou energii, protože jsou jen "na jedno použití". Po vybití se stávají nebezpečným odpadem, který je značnou zátěží pro životní prostředí. Výhodnější jsou proto sekundární články - akumulátory, které se mohou mnohokrát opakovaně vybíjet a nabíjet.

Trakční baterie
Jsou to  speciální baterie navržené pro provoz například manipulační techniky, golfových vozíků a pod. Tyto baterie se dělí na článkové s napětím 2 V a na blokové s napětím obvykle 6 V nebo 12 V.Konstrukce článku je nejčastěji mřížková olověná elektroda s vlisovanou aktivní hmotou. Mezi elektrodami jsou použity oddělující separátory.Tyto baterie jsou stavěné na dlouhodobé odebírání energie a následné znovunabití. Např. manipulační technika a baterie v ní je konstruována na 8hod. provozu.( jedna pracovní směna).

Pro tyto trakční baterie jen nutné dodržení cyklů: nabití na 100% kapacity a následné odčerpání 80% kapacity ( tento úkon je jeden nabíjecí cyklus). Standardní trakční článková baterie má zhruba 1500 nabíjecích cyklů, zatím co blokové baterie například pro golfové vozíky mají od 400 do 1200 nabíjecích cyklů. Tyto baterie, pokud jsou hluboce vybity - t.j. pod zbývající 20% energie, sulfatují a snižuje se jejich jmenovitá kapacita až do trvalého poškození. Nesmí se proto hluboce vybíjet (pod 20% kapacity) a ani nedostatečně nabíjet - vždy nutno dobíjet na 100% kapacity. 

 

Rozdělení baterií podle technologie

a) se zaplavenými elektrodami - např. autobaterie - elektrolyt je volně nalitá kapalina mezi elektrodami (pro FV elektrárny nevhodné, nutná pravidelná údržba a hrozí vylití elektrolytu)

b) VRLA z anglického Valve Regulated Lead Acid - ventilem řízené olověné akumulátory. Jde o označení zapouzdřených bezúdržbových akumulátorů s výrazným omezením vývinu plynů. Nehrozí vylití elektrolytu, VRLA akumulátory jsou vhodné pro fotovoltaiku.

c) AGM z anglického Absorbent Glass Mat - elektrolyt je nasáknut ve skelné vatě, která je mezi elektrodami

d) Gelové - elektrolyt je zahuštěný ve formě gelu

Pro naší potřebu můžeme tedy baterie rozdělit do tří skupin:

A)  základní trakční baterie s nejkratší dobou životnosti pro které je charakteristická zesílená mřížka desek, baterie je zaplavená tekutým (kapalným) elektrolytem (WET), bezúdržbové nebo nízkoúdržbové provedení.

(Tyto baterie jsou vhodné především pro volný čas, pro víkendový provoz a nepravidelné zatěžování. Pro aplikace, kdy bude provedeno maximálně 40-50 cyklů ročně při zbytkové kapacitě 40 %. Nejčastější využití je například pro napájení spotřebičů na víkendových rekreačních objektech a pod.)

B) trakční baterie pro náročnější aplikace, předpokládá se časté využití, sem můžeme zařadit dvě používané technologie baterií:

AGM - elektrolyt zasáknutý ve skelném rouně, zesílená mřížka desek, bezúdržbové provedení  - nedolévá se destilovaná voda

GEL -
elektrolyt zasáknutý v tixotropním gelu, zesílená mřížka desek, bezúdržbové provedení - nedolévá se destilovaná voda

(Životnost je asi 2x - 3x vyšší oproti kategorii A. Předpokládá se použití pro aplikace o 60 - 150 cyklech ročně při vybití na zbytkovou kapacitu 30%. Baterie jsou vhodné pro karavany - obytné vozy, napájení elektromotorů v člunech, golfových vozících, elektrokolech, dětských autíčkách. Jou také vhodné pro ostrovní systémy na víkendových rekreačních objektech. Výhodou je zde delší životnost, odolnost proti otřesům, lepší odolnost proti hlubokému vybíjení, naprosto minimální plynování. Baterie může být provozována i v poloze "na bok". )

 

C)  trakční baterie pro nejnáročnější aplikace, tzv. průmyslové trakční baterie

( Průmyslové trakční baterie jsou vhodné pro náročné aplikace, každodenní zatěžování, hluboké vybíjení. Proto jsou využívány zejména pro vysokozdvižné vozíky, mycí stroje, vysokozdvižné plošiny,
invalidní vozíky, velké ostrovní systémy pro rodinné domy, velké lodní systémy, záložní systémy pro velké podniky - nemocnice, atd. V kategorii olověných baterií jde o nejvýkonnější baterie s nejdelší životností, u některých modelových řad je uváděná životnost až 1400 cyklů při vybíjení do hloubky až 80 % (D.O.D.). Pro naše potřeby tuto kategorii neuvažujeme.)


Pro malou ostrovní elektrárnu musíme nejprve rozhodnout jaké akumulátory použijeme. Praktické zkušenosti ukazují, že není příliš vhodné použití článkových baterií jejichž napětí je asi 2V a pro sestavení vhodné kapacity potřebujeme větší počet takových "malých akumulátorů". Je nepochybně vhodné použít v systému minimální počet vzájemně propojených akumulátorů abychom si nekomplikovali kabeláž.

Musíme tedy již na začátku realizace rozhodnout jaké použijeme napájecí napětí: zda 12 V nebo 24 V. V prvním případě nám k realizaci postačí jediný akumulátor 12 V s dostatečnou kapacitou. Akumulátory s napětím  6V neuvažujeme, protože  chceme minimalizovat jejiich počet (i když to samozřejmě není vyloučené), akumulátory s napětím 24 V by vyhovovaly, ale pak bychom asi "bojovali" s velkou hmotností což také není příliš příjemné (např. akumulátor 12 V 75 Ah váží 17 kg, akumulátor 105 Ah dokonce 23 kg). Čili pro začátek je vhodné zvolit napájecí napětí 12 V s nějakou rozumnou hodnotou kapacity např. 75 nebo 90 Ah a teprve později investovat do rozšiřování systému.

Pokud se při dalším rozšiřování systému rozhodneme ponechat napájecí napětí 12 V ale chceme zvýšit kapacitu akumulátorů, spojujeme je paralelně (obr.1, vždy "+" na "+ a "-" na "-"). Přitom je důležité, aby použité akumulátory se příliš nelišily, protože v provozu budou mezi nimi protékat vyrovnávací proudy. Ideální stav nastane, budou-li vyrovnávací proudy nulové. To se nám pravděpodobně nepodaří, ale minimální vyrovnávací proudy dosáhneme, když oba akumulátory budou od stejného výrobce, stejného typu, stejné kapacity, stejné výrobní série a stejné doby provozu (nejlépe oba zcela nové). Pokud některý z těchto požadavků nedodržíme, vyrovnávací proudy se budou zvyšovat a v extrémním případě může dojít i ke  zkrácení životnosti.

V tomto směru koluje mezi zákazníky řada bludů které souvisejí s tím, že nejchytřejší - jako vždy - jsou ti největší nevzdělanci kteří nemají ani ponětí co se v akumulátorech děje po jejich připojení. PAMATUJTE: jedinou podmínkou nutnou k tomu, abychom mohli spojovat akumulátory paralelně, je dodržení stejného napětí jednotlivých akumulátorů.

Obr.1

Na internetu jsme v několika případech o bjevili i různé "bláboly" jako je např. tento:

"Naprostá hloupost je pak použít akumulátory s různou kapacitou, protože v tomto případě jde nejen o využitelnou kapacitu akumulátorů a jejich životnost, ale možná i o "životnost" majitele těchto akumulátorů. Akumulátor s vyšší kapacitou bude při paralelním zapojení v podstatě trvale dobíjet akumulátor s nižší kapacitou, tento bude trvale přebíjen a jednoho dne až mu dojde trpělivost, se může rozhodnout explodovat."

Kdyby autor znal nejzákladnější zákony elektrotechniky (Ohmůvm zákon, Kirchhoffovy zákony) a vzal v úvahu skutečnost, že akumulátory mají "svůj" vnitřní odpor který se v průběhu nabíjení a vybíjení mění, nemohl by prezentovat takový nesmysl, jako že se akumulátor "rozhodne EXPLODOVAT".

 

Obr.2

 

 

  Obr.3

 

Obr.4

 

 

 

designed by Panavis & Panadela | contents ©2018 Golden Dragon | powered by Online Shop Panavis v2.8 & Quick.Cart