Контролировать состояние заряда батареи (SOC)
Войти | Зарегистрироваться | Корзина ($0.00) | Оформление заказа
Навигация:
Мониторинг состояния заряда батареи (SOC), вероятно, является наиболее важной задачей, которую необходимо выполнять при работе с солнечной системой. К сожалению, это трудно оценить с высокой степенью точности, особенно для новичка. Существует три основных метода определения SOC батареи.
| Напряжение | SOC |
|---|---|
| 12,57 | 100 % |
| 12,36 | 80 % |
| 12,15 | 60% |
| 11,94 | 40% |
| 11,73 | 20% |
1. Напряжение: Напряжение необходимо измерять, когда аккумулятор находится в состоянии покоя. Это означает, что в батарею не поступает заряд, а нагрузка не выходит. В идеале перед измерением напряжения батарея должна находиться в состоянии покоя в течение 20-30 минут.
Приблизительные значения для 12-вольтовой батареи:
Как видите, диапазон напряжений довольно узок, поэтому для измерения этих значений вам понадобится неплохой цифровой мультиметр.
2. Удельный вес: Вы можете использовать ареометр для измерения плотности электролита, чтобы получить представление о SOC. Это также подвержено интерпретации и оценке. Когда аккумулятор разряжается, электролит становится светлее. Когда вы заряжаете аккумулятор, этот более легкий электролит будет иметь тенденцию плавать сверху и давать вам очень пессимистичные показания. Это известно как расслоение электролита и преодолевается только тогда, когда электролит снова перемешивается под действием пузырьков хорошего заряда. Добавление дистиллированной воды к вашей батарее повлияет на показания таким же образом. Есть также проблемы с тем, как читать показания ареометра и с качеством ареометров. Грязный ареометр может загрязнить батарею. Чтобы получить точные показания, необходимо настроить цифры для температурной компенсации.
Разные производители аккумуляторов могут использовать в своих аккумуляторах кислоту разной концентрации. Итак, в заключение, оценка SOC батареи по показаниям ареометра также имеет много трудностей и присущих неточностей.
Регулятор Plasmatronics PL: последний метод включал отслеживание ампер-часов на входе и выходе из аккумулятора. Цитата из руководства Plasmatronics:
SOC (состояние заряда) следует читать как оценку в процентах от того, насколько полностью заряжена батарея.
Оценка основана на счетчике баланса ампер-часов. Этот счетчик поддерживает текущий баланс ампер-часов на входе по сравнению с ампер-часами на выходе. Дисплей SOC показывает этот баланс в процентах от размера батареи. Обратите внимание, что размер батареи должен быть введен установщиком с настройкой BCAP (емкость батареи), прежде чем SOC будет иметь смысл.
Со временем счетчик баланса ампер-часов будет отклоняться от реального состояния заряда батареи. Для перенастройки счетчика PL делает две поправки:
1.
Когда состояние регулятора меняется с Absorb на Float И рабочий цикл заряда меньше 25%, SOC сбрасывается на 100%.
2. SOC способен считывать более 100 %, однако, как только будет записан 1 Ач разряда, он будет установлен обратно на 100 %.
Примечание. К показателю SOC следует относиться с осторожностью, поскольку он может быть неточным по нескольким причинам:
* PL автоматически не обладает информацией обо всей системе. Чтобы SOC вообще работал, PL должен измерять весь заряд (Ач на входе) и разряд (Ач на выходе). Если аккумулятор может заряжаться или разряжаться без знания PL, SOC не будет иметь смысла.
* Различия в эффективности заряда означают, что SOC будет немного оптимистичным.
* Эффективная емкость батареи уменьшается с возрастом. BCAP следует уменьшить в старых батареях, чтобы приспособиться к этому.
* Саморазряд и колебания температуры также могут привести к некоторой неточности.
Неэффективность батареи и потери из-за саморазряда проявляются, когда значение SOC превышает 100%.
Поэтому нет ничего необычного в том, чтобы увидеть SOC, скажем, на 112%, когда ваша батарея переходит в плавающий режим. 12% представляют собой дополнительную мощность, которую должны были вложить ваши источники зарядки, чтобы компенсировать потери батареи.
SOC — регулятор Apple
Если ваша батарея находится в плавающем состоянии, скажем, показывая 112%, она упадет до 99% после разрядки одного ампер-часа. Допустим, он снижается до 80%, а на следующий день поднимается только до 9.0%. К сожалению ушедшие 10% не учитывают потери при зарядке аккумулятора. Так что, вероятно, он заряжен только на 89%, а не на 90%. Это довольно незначительно. Однако при длительной пасмурной погоде или зарядке в течение нескольких дней подряд без достижения поплавка ошибка становится накопительной. Так что аналогичная зарядка на второй день доставит его только до 88% заряда и т.д. Пару недель пасмурной погоды запросто может привести к погрешности в 15-20% (в оптимистическом плане). Неэффективность зарядки уменьшается по мере разрядки аккумулятора, поэтому в некоторой степени эта ошибка уменьшается по мере разряда аккумулятора.
Итак, в заключение, мы считаем, что отображение %SOC чрезвычайно полезно. В большинстве случаев мы считаем, что это более точно, чем измерение напряжения батареи или удельного веса. Тем не менее, после нескольких дней, когда батарея не перешла в плавающее состояние, показания дисплея могут вводить в заблуждение. В этом случае мы также предлагаем вам взглянуть на минимальное и максимальное напряжение, чтобы лучше судить о состоянии заряда аккумулятора.
Фото Энди Армстронга
CC License
Как работает солнечная батарея?
Солнечная батарея может стать важным дополнением к вашей системе солнечной энергии. Это помогает вам накапливать избыточную электроэнергию, которую вы можете использовать, когда ваши солнечные панели не производят достаточно энергии, и дает вам больше возможностей для питания вашего дома.
Если вы ищете ответ на вопрос «Как работают солнечные батареи?», в этой статье объясняется, что такое солнечная батарея, наука о солнечных батареях, как солнечные батареи работают с системой солнечной энергии, а также общие преимущества с использованием накопителя на солнечных батареях.
Что такое солнечная батарея?
Давайте начнем с простого ответа на вопрос «Что такое солнечная батарея?»:
Солнечная батарея — это устройство, которое вы можете добавить к своей системе солнечной энергии для хранения избыточной электроэнергии, вырабатываемой солнечными панелями.
Затем вы можете использовать эту накопленную энергию для питания вашего дома в то время, когда ваши солнечные батареи не производят достаточно электроэнергии, в том числе ночью, в пасмурные дни и во время перебоев в подаче электроэнергии.
Смысл солнечной батареи в том, чтобы помочь вам использовать больше солнечной энергии, которую вы создаете. Если у вас нет аккумуляторной батареи, любой избыток электроэнергии от солнечной энергии идет на сеть , что означает, что вы вырабатываете электроэнергию и предоставляете ее другим людям, не используя в полной мере электроэнергию, вырабатываемую вашими панелями.
Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашим Руководством по солнечным батареям: преимущества, особенности и стоимость
Наука о солнечных батареях
Литий-ионные батареи являются наиболее популярной формой солнечных батарей, представленных в настоящее время на рынке.
Это та же технология, которая используется для смартфонов и других высокотехнологичных аккумуляторов.
Литий-ионные батареи работают в результате химической реакции, в результате которой химическая энергия накапливается перед ее преобразованием в электрическую энергию. Реакция происходит, когда ионы лития высвобождают свободные электроны, и эти электроны перетекают от отрицательно заряженного анода к положительно заряженному катоду.
Это движение поощряется и усиливается литий-солевым электролитом, жидкостью внутри батареи, которая уравновешивает реакцию, обеспечивая необходимые положительные ионы. Этот поток свободных электронов создает ток, необходимый людям для использования электричества.
Когда вы получаете электричество от батареи, ионы лития возвращаются через электролит к положительному электроду. В то же время электроны перемещаются от отрицательного электрода к положительному через внешнюю цепь, питая подключенное устройство.
Домашние аккумуляторные батареи на солнечных батареях сочетают в себе несколько элементов ионных батарей со сложной электроникой, которая регулирует производительность и безопасность всей системы солнечных батарей.
Таким образом, солнечные батареи функционируют как перезаряжаемые батареи, которые используют энергию солнца в качестве начального входа, запускающего весь процесс создания электрического тока.
Сравнение технологий хранения аккумуляторов
Что касается типов солнечных батарей, есть два распространенных варианта: литий-ионные и свинцово-кислотные. Компании, производящие солнечные батареи, предпочитают литий-ионные батареи, потому что они могут хранить больше энергии, удерживать эту энергию дольше, чем другие батареи, и имеют более высокую глубину разряда.
Глубина разряда, также известная как DoD, представляет собой процентное соотношение, до которого можно использовать аккумулятор, по отношению к его общей емкости. Например, если батарея имеет DoD 95%, он может безопасно использовать до 95% емкости аккумулятора, прежде чем его потребуется перезарядить.
Литий-ионный аккумулятор
Как упоминалось ранее, производители аккумуляторов отдают предпочтение технологии литий-ионных аккумуляторов из-за их более высокой степени защиты, надежного срока службы, способности удерживать больше энергии в течение более длительного времени и более компактных размеров.
Однако из-за этих многочисленных преимуществ литий-ионные аккумуляторы также дороже свинцово-кислотных аккумуляторов.
Свинцово-кислотный аккумулятор
Свинцово-кислотные аккумуляторы (та же технология, что и в большинстве автомобильных аккумуляторов) существуют уже много лет и широко используются в качестве домашних систем хранения энергии для автономных источников питания. Хотя они все еще доступны на рынке по доступным ценам, их популярность угасает из-за низкого уровня защиты и более короткого срока службы.
Хранилище, связанное по переменному току, и хранилище, связанное с постоянным током
Соединение относится к тому, как ваши солнечные панели подключены к вашей аккумуляторной системе хранения, и варианты могут быть либо соединением постоянного тока (DC), либо соединением переменного тока (AC). Основное различие между ними заключается в пути, по которому проходит электричество, создаваемое солнечными панелями.
Солнечные элементы создают электричество постоянного тока, и это электричество постоянного тока должно быть преобразовано в электричество переменного тока, прежде чем его можно будет использовать в вашем доме.
Однако солнечные батареи могут накапливать только электричество постоянного тока, поэтому существуют разные способы подключения солнечной батареи к вашей солнечной энергосистеме.
Аккумулятор, связанный с постоянным током
При подключении к постоянному току электричество постоянного тока, создаваемое солнечными панелями, проходит через контроллер заряда, а затем прямо в солнечную батарею. Перед хранением ток не изменяется, а преобразование постоянного тока в переменный происходит только тогда, когда батарея посылает электричество в ваш дом или обратно в сеть.
Аккумуляторная батарея со связью по постоянному току более эффективна, потому что ток нужно изменить с постоянного на переменный только один раз. Однако для хранения данных со связью по постоянному току обычно требуется более сложная установка, что может увеличить начальную стоимость и увеличить общий срок установки.
Аккумулятор переменного тока
Благодаря подключению переменного тока электричество постоянного тока, вырабатываемое вашими солнечными панелями, сначала проходит через инвертор, а затем преобразуется в электричество переменного тока для повседневного использования бытовой техникой в вашем доме.
Этот переменный ток также может быть отправлен на отдельный инвертор для преобразования обратно в постоянный ток для хранения в солнечной батарее. Когда пришло время использовать накопленную энергию, электричество вытекает из аккумулятора и возвращается в инвертор, который снова преобразуется в электроэнергию переменного тока для вашего дома.
При использовании накопителя переменного тока электричество инвертируется три раза: один раз при переходе от солнечных батарей в дом, другой раз при переходе из дома в аккумуляторное хранилище и третий раз при переходе от аккумуляторного хранилища обратно в дом. Каждая инверсия приводит к некоторым потерям эффективности, поэтому система хранения со связью по переменному току немного менее эффективна, чем система со связью по постоянному току.
В отличие от накопителей постоянного тока, в которых накапливается энергия только от солнечных батарей, одно из больших преимуществ накопителей переменного тока заключается в том, что они могут накапливать энергию как от солнечных панелей, так и от сети.
Это означает, что даже если ваши солнечные панели не производят достаточно электроэнергии для полной зарядки аккумулятора, вы все равно можете наполнить аккумулятор электроэнергией из сети, чтобы обеспечить себе резервное питание или воспользоваться преимуществами арбитража тарифов на электроэнергию.
Также проще модернизировать существующую солнечную энергосистему с помощью аккумулятора с питанием от сети переменного тока, поскольку его можно просто добавить поверх существующей конструкции системы, а не интегрировать в нее. Это делает аккумуляторные батареи переменного тока более популярным вариантом для модернизации установок.
Как солнечные батареи работают с системой солнечной энергии
Весь процесс начинается с солнечных панелей на крыше, вырабатывающих электроэнергию. Вот пошаговое описание того, что происходит с системой со связью по постоянному току:
- Солнечный свет попадает на солнечные панели, и энергия преобразуется в электричество постоянного тока.
- Электричество поступает в аккумулятор и сохраняется в виде электричества постоянного тока.
- Электричество постоянного тока выходит из батареи и поступает в инвертор для преобразования в электричество переменного тока, которое можно использовать дома.
Процесс несколько отличается для системы со связью по переменному току.
- Солнечный свет попадает на солнечные панели, и энергия преобразуется в электричество постоянного тока.
- Электричество поступает в инвертор для преобразования в электроэнергию переменного тока, которую можно использовать дома.
- Избыточное электричество затем проходит через другой инвертор, чтобы снова превратиться в электричество постоянного тока, которое можно сохранить на потом.
- Если в доме необходимо использовать энергию, хранящуюся в аккумуляторе, это электричество должно снова пройти через инвертор, чтобы стать электричеством переменного тока.
Как солнечные батареи работают с гибридным инвертором
Если у вас есть гибридный инвертор, одно устройство может преобразовывать электричество постоянного тока в электричество переменного тока, а также может преобразовывать электричество переменного тока в электричество постоянного тока.
В результате вам не нужны два инвертора в вашей фотоэлектрической (PV) системе: один для преобразования электроэнергии от ваших солнечных панелей (солнечный инвертор), а другой для преобразования электроэнергии от солнечной батареи (аккумуляторный инвертор).
Также известный как аккумуляторный инвертор или гибридный сетевой инвертор, гибридный инвертор объединяет аккумуляторный инвертор и солнечный инвертор в единое целое. Это устраняет необходимость иметь два отдельных инвертора в одной и той же установке, работая как инвертор как для электричества от вашей солнечной батареи, так и для электричества от ваших солнечных панелей.
Популярность гибридных инверторов растет, поскольку они работают как с аккумулятором, так и без него. Вы можете установить гибридный инвертор в свою безбатарейную солнечную энергосистему во время первоначальной установки, что дает вам возможность добавить накопитель солнечной энергии в будущем.
Преимущества хранения на солнечных батареях
Добавление резервных батарей для солнечных панелей — отличный способ обеспечить максимальную отдачу от вашей системы солнечной энергии.
Вот некоторые из основных преимуществ домашней системы хранения солнечных батарей:
Сохраняет избыточное производство электроэнергии
Ваша система солнечных панелей часто может производить больше энергии, чем вам нужно, особенно в солнечные дни, когда никого нет дома. Если у вас нет накопителя солнечной энергии, дополнительная энергия будет отправлена в сеть. Если вы участвуете в Net Metering Program , вы можете получить кредит за эту дополнительную генерацию, но обычно это соотношение не 1: 1 для электроэнергии, которую вы производите.
Благодаря аккумулятору дополнительное электричество заряжает аккумулятор для последующего использования, а не уходит в сеть. Вы можете использовать накопленную энергию в периоды низкой выработки электроэнергии, что снижает вашу зависимость от энергосистемы.
Спасает от перебоев в подаче электроэнергии
Поскольку ваши батареи могут накапливать избыточную энергию, вырабатываемую солнечными панелями, в вашем доме будет электричество во время перебоев в подаче электроэнергии и в других случаях, когда сеть отключается.
Сокращает ваш углеродный след
С аккумулятором на солнечных батареях вы можете стать экологичнее, максимально используя чистую энергию, вырабатываемую вашей системой солнечных панелей. Если эта энергия не сохраняется, вы будете полагаться на сеть, когда ваши солнечные панели не будут генерировать достаточно энергии для ваших нужд. Тем не менее, большая часть электричества в сети производится с использованием ископаемого топлива, поэтому вы, вероятно, будете использовать грязную энергию при получении электроэнергии из сети.
Обеспечивает электричество даже после захода солнца
Когда солнце садится, а солнечные батареи не производят электроэнергию, сеть вмешивается, чтобы обеспечить столь необходимую энергию, если у вас нет аккумулятора. С солнечной батареей вы будете использовать больше собственного солнечного электричества в ночное время, что даст вам большую независимость от энергии и поможет снизить расходы на электроэнергию.
Бесшумное решение для резервного питания
Солнечная батарея — это 100% бесшумный вариант хранения резервного питания.
Вы получаете выгоду от необслуживаемой чистой энергии, и вам не нужно иметь дело с шумом, исходящим от резервного генератора, работающего на газе.
Key Takeaways
Понимание того, как работает солнечная батарея, важно, если вы думаете о добавлении солнечной батареи к вашей системе солнечной энергии. Поскольку он работает как большая перезаряжаемая батарея для вашего дома, вы можете использовать любую избыточную солнечную энергию, создаваемую вашими солнечными панелями, что дает вам больше контроля над тем, когда и как вы используете солнечную энергию.
Литий-ионные батареи являются наиболее популярным типом солнечных батарей и работают за счет химической реакции, которая накапливает энергию, а затем высвобождает ее в виде электроэнергии для использования в вашем доме. Независимо от того, выберете ли вы систему со связью по постоянному току, по переменному току или гибридную, вы сможете увеличить окупаемость инвестиций в свою солнечную энергетическую систему и снизить зависимость от сети.