Акумулятори, які використовуються для сонячної енергетики, відіграють ключову роль у накопиченні енергії, щоб використовувати її тоді, коли сонце не світить (наприклад, вночі або в хмарні дні). Існує кілька типів акумуляторів, які застосовуються в сонячних енергетичних системах, і кожен тип має свої переваги та недоліки.
Основні види акумуляторів для сонячних систем:
1. Свинцево-кислотні акумулятори
Це найстаріший і перевірений тип акумуляторів для сонячної енергетики. Вони бувають двох видів:
- Заливні (з рідким електролітом) — потребують регулярного обслуговування (долив води) і контролю.
- Герметичні (AGM і гелеві акумулятори) — не потребують обслуговування, стійкі до вібрацій і безпечніші в експлуатації.
Плюси:
- Доступна ціна.
- Широка поширеність.
Мінуси:
- Відносно низький термін служби (3–5 років для заливних і 5–10 років для герметичних).
- Невисока енергоефективність (віддача енергії може бути 70-80%).
2. Літій-іонні акумулятори (Li-ion)
Ці акумулятори стають дедалі популярнішими завдяки високій енергоємності та тривалому терміну служби. Літій-іонні акумулятори можуть накопичувати більше енергії на одиницю об’єму і маси порівняно зі свинцево-кислотними.
Плюси:
- Висока енергоємність.
- Довгий термін служби (10–15 років).
- Швидка зарядка.
- Низький саморозряд (повільна втрата заряду в спокої).
Мінуси:
- Висока вартість.
- Вимагають складних систем контролю заряду і розряду для безпеки (щоб запобігти перегріву або вибуху).
3. Літій-залізо-фосфатні акумулятори (LiFePO4)
Це підвид літій-іонних акумуляторів з вищою стабільністю і безпекою. Вони особливо добре підходять для тривалого використання і відрізняються більшою стійкістю до перевантажень.
Плюси:
- Довговічність (термін служби до 15 років і більше).
- Висока безпека (менший ризик перегріву або займання).
- Більш стабільна робота при високих температурах.
Мінуси:
- Вища вартість порівняно з традиційними літій-іонними акумуляторами.
4. Нікель-кадмієві (NiCd) акумулятори
Ці акумулятори менш популярні в останні роки, але все ще можуть використовуватися в деяких специфічних сонячних системах.
Плюси:
- Висока стійкість до екстремальних температур.
- Довговічність.
Мінуси:
- Ефект пам’яті (якщо не повністю розряджати перед зарядкою, ємність зменшується).
- Токсичність (кадмій небезпечний для довкілля).
- Обмежена ємність.
Принцип дії акумуляторів:
Акумулятори працюють за принципом хімічної реакції, в ході якої енергія, отримана від сонячних панелей, перетворюється в хімічну і зберігається в акумуляторі. Коли енергія потрібна, зворотна хімічна реакція генерує електричний струм, який подається на споживачів.
1. Зарядка: Під час надходження енергії від сонячних панелей відбувається хімічна реакція, внаслідок якої акумулятор накопичує заряд.
2. Розрядка: Коли енергія потрібна для живлення пристроїв, відбувається зворотна реакція, що вивільняє електрони, які створюють електричний струм.
Ефективність і довговічність акумулятора залежать від типу використовуваних матеріалів, а також від умов експлуатації, включаючи температурний режим і частоту циклів заряду-розряду.
Основні параметри для вибору акумуляторів:
- Ємність (Ah): Кількість енергії, яку може бути накопичено в акумуляторі.
- Цикл заряду-розряду: Кількість разів, яке акумулятор можна зарядити і розрядити до повної втрати ємності.
- Глибина розряду (DoD): Відсоток від загальної ємності, який можна використовувати без пошкодження акумулятора.
