Аккумуляторные батареи. Как сделать правильный выбор.

Полностью автономная солнечная электростанция или гибридная (работающая в тандеме с городской сетью), но приоритетно использующая солнечную энергию и обеспечивающая максимальную независимость от городских сетей, или обычная бесперебойная система электроснабжения. В любом варианте данных систем, важное значение имеет выбор аккумуляторных батарей, накопителей электроэнергии. Почему же этот выбор, является определяющим и очень важным?

1.  Аккумуляторные батареи это до 40% стоимости всей электростанции.
2. Аккумуляторные батареи “наименее живучий” элемент в системе. Для примера, в автономной системе наиболее распространенный тип используемых аккумуляторных батарей - GEL, прослужит 2-3 года (350-400 циклов при DoD 80%). DoD - степень разряда аккумуляторов. 

Естественно, вкладывая свои деньги в солнечную энергетику, все ждут отдачи и возврата своих инвестиций. Мы неоднократно отмечали, что если главная задача - экономия электроэнергии, то аккумуляторные батареи вам попросту не нужны, ведь формат сетевой солнечной электростанции (безаккумуляторной) это наиболее быстро окупаемый и долговечный вариант.
Но, что делать, если у вас проблемы с городской сетью или она полностью отсутствует? Даже в наше время, не так далеко от Москвы, есть дачные поселки где электричества нет и в ближайшее время не планируется, например недалеко от г.Высоковск, Клинского района, МО. Такие объекты мы видим повсеместно, и в Подмосковье, и конечно, в более отдаленных от центра регионах. Здесь вы можете ознакомиться с некоторыми автономными и гибридными солнечными электростанциями, смонтированными нашей компанией.

В этом случае, аккумуляторные батареи необходимость, и их правильный выбор - залог успешной реализации проекта и, как результат - довольный заказчик и владелец своей собственной электростанции.

И так, разберем разные варианты систем, и аккумуляторы которые мы  рекомендуем использовать для каждого варианта.

• Городская сеть у вас есть, но бывают отключения электроэнергии, хотя не такие частые (2-3 раза в месяц) и продолжительностью не более суток.

В этом случае, оптимальный формат системы для вас - это бесперебойная система электроснабжения (инверторно-аккумуляторная система). В принципе,в такой системе можно обойтись вообще без солнечных модулей, и достаточно приобретения инвертора (источника бесперебойного питания) (как его правильно выбрать вы можете прочитать здесь), и аккумуляторных батарей. Когда городская сеть присутствует, ИБП транслирует сеть на потребителей и при необходимости подзаряжает аккумуляторные батареи, в момент аварийного отключения электроэнергии, питание приборов электричеством начинает осуществляться от аккумуляторных батарей, сами переключения между сетью и аккумуляторами не заметны для человека, и максимум, могут сопровождаться небольшим «моржком» освещения (в случае если оно с чувствительными светодиодами). Для данного типа систем мы рекомендуем использовать AGM аккумуляторные батареи, именно этот тип исполнения аккумуляторных батарей (АГМ) используется повсеместно в резервных системах электроснабжения, и именно такой тип аккумуляторов оптимален при работе в режиме back-up, то есть когда аккумулятор стоит в буфере и ждет своего времени:) Срок службы AGM аккумулятора в такой системе составит до 10 лет, и зависит конечно от частоты отключений электроэнергии, и глубины разряда при отключении.

Например, свет отключают 2-3 раза в месяц, то есть 30 раз в год, и в эти периоды, аккумуляторы мы разряжаем практически по максимуму (DoD 80%). То есть за год аккумуляторы проходят 30 циклов заряд-разряд. Для качественного AGM-аккумулятора, количество циклов (при DoD 80%) составляет 300-350. 
 
Поэтому, как мы видим, АКБ должны прослужить около 10 лет при таком формате работы, конечно, у АКБ есть саморазряд и ИБП будет их периодически подзаряжать, но в среднем AGM аккумулятор в резервной системе спокойно живет около 7-8 лет. Со времен он теряет емкость, и как следствие сокращается время резерва.

• Городская сеть присутствует, но она крайне вас не устраивает. Постоянные отключения, в том числе и свыше суток, проблемы с электросбытовой компанией и высокие тарифы.

 В данном случае, оптимальный вариант - это гибридная система электроснабжения. Где бесперебойная часть (аккумуляторы и инвертор) дополнена солнечной электростанцией. При построении такой системы, вы получаете максимальную независимость от городских сетей, т.к. всегда приоритетно используется солнечная энергия, и городская сеть переходит в формат резервного источника (счетчик не крутится), и включается в работу только тогда, когда солнца не хватает (пасмурно) или аккумуляторные батареи разряжены до предела. *Прочитать про реальный опыт эксплуатации подобной станции вы можете здесь

В случае использования такой системы, на наш взгляд, оптимальный выбор - это аккумуляторные батареи, выполненные по технологии GEL. Т.к. при построении такой системы, мы используем гибридные инверторы, с функцией подмешивания солнечной энергии (приоритетное использование), а аккумуляторы используются в достаточно экономичном режиме. Отметим, что этот режим - подкачки солнечной энергии - реализован только на гибридных инверторах, таких как МАП серия HYBRID и DOMINATOR, Schneider Electric Conext XW и подобных. В большинстве предлагаемых китайских инверторах (2 в 1) реализован алгоритм перехода в «автономку» при достаточном заряде аккумуляторов, то есть, в тот момент когда аккумуляторы заряжены, инвертор отключается от сети и уходит в полную автономию - в таком режиме циклирование аккумуляторов будет постоянное и GEL-аккумуляторы проживут не долго, для такого режима необходимы аккумуляторы, которые мы рекомендуем использовать в полностью автономных системах, но об этом чуть позже.

И так, мы создали с вами гибридную солнечную электростанцию, с правильным гибридным инвертором. Установили аккумуляторные батареи GEL. *Важный момент, для долгой службы именно гелевых аккумуляторов в такой системе, правильно выставить уровень разряда аккумулятора- не более 50%. При таких условиях эксплуатации аккумулятор проживет в системе также около 7-8 лет.

• Полностью автономная система, городская сеть отсутствует или вы хотите использовать ее только в самых крайних случаях. 

В этом случае, ни GEL, ни AGM аккумуляторы не подойдут, необходимы аккумуляторы с высокой цикличностью. И здесь есть несколько вариантов.

1. OPzV;
2. PzV - тяговые;
3. Литиевые - LiFePo4 и LTO(литий-титанат);
4. Carbon (карбоновые). 

Конечно, многое упирается в бюджет, и наиболее дешевый и долговечный вариант, это установка тяговых аккумуляторных батарей, количество циклов у них в районе 1200, и в подобных системах они проживут около 6-7 лет.

Наиболее долговечный, но и самый дорогой вариант это литий-титанатные аккумуляторные батареи, установка данных батарей сопровождается определенными проблемами, т.к. аккумуляторы должны в обязательном порядке комплектоваться BMS, и сборку в полном комплекте найти на нашем рынке довольно сложно. Но мы реализовали несколько проектов, которые работают в штатном режиме по сей день, именно на этих аккумуляторах, в системах с инверторами МАП DOMINATOR.

 

Мы долго изучали и искали вариант аккумуляторов, который наиболее оптимален, для формата автономной системы или гибридной, но с минимальным использованием сети и разрядом аккумулятора практически в ноль. И благодаря, нашим коллегам из Компании КОРД Техно, пришли к выводу, что на данный момент оптимальный аккумулятор для таких систем, по соотношению цена/качество/долговечность - это карбоновые аккумуляторные батареи KORD серии KRCF, не имеющие в настоящее время аналогов на нашем рынке. 

Ниже вы можете ознакомиться со сравнительной таблицей по самым распространенным типам аккумуляторов.

 

Как мы видим, стоимость 1 цикла самая выгодная, именно у карбоновых аккумуляторов. И даже при их большей стоимости, в сравнении с PzS и GEL аккумуляторами, в итоге вы получите большую экономическую эффективность! Также, еще раз отметим, для скептиков, которые считают, что такие системы не окупаются, -они окупаются, но срок этот достаточно большой (больше 15 лет) и, да, карбон увеличит изначальные капиталовложения.

 НО! Формат такой системы, подразумевает не окупаемость в расчете на сохраненные кВт*ч и умноженные на тариф, он подразумевает комфорт, защищенность и максимальную независимость от электросбытовых компаний!