必要なバッテリー容量の計算
バッテリーの容量は、充電せずにバッテリーの予想寿命と電気器具の総消費電力に基づいて計算されます。
時間間隔にわたる電気機器の平均電力は、次のように計算できます。
P = P1 *（T1 / T2）、
どこ：
- P1-デバイスの銘板電源。
- T1 –デバイスの動作時間。
- T2は合計推定時間です。
ロシアのほぼ全域で、悪天候のためにソーラーパネルが機能しない期間が長くあります。
バッテリーの大規模なアレイを年に数回だけ全負荷で設置するのは不経済です。したがって、デバイスが放電に対してのみ動作する時間間隔の選択は、平均値に基づいてアプローチする必要があります。
ソーラーパネルによって生成されるエネルギーの量は、雲の密度に依存します。この地域の曇りが珍しくない場合は、バッテリーパックの容量を計算するときに入力電力の不足を考慮に入れる必要があります
ソーラーパネルが使えない期間が長い場合は、ディーゼルやガス発電機など、別の発電システムを利用する必要があります。
100％充電されたバッテリーは、完全に放電するまで電力を供給できます。これは、次の式を使用して計算できます。
P = U x I
どこ：
- U-電圧;
- I-現在の強さ。
したがって、電圧が12ボルトで電流が200アンペアの1つのバッテリーは、2400ワット（2.4 kW）を生成できます。複数のバッテリーの合計電力を計算するには、それぞれについて取得した値を追加する必要があります。
電力定格の高いバッテリーが販売されていますが、高価です。接続ケーブルを備えた通常のデバイスをいくつか購入する方がはるかに安い場合があります
得られた結果には、いくつかの削減係数を掛ける必要があります。
- インバーター効率。インバータへの入力の電圧と電力を適切に一致させると、最大値0.92〜0.96に到達します。
- 電源ケーブルの効率。電気抵抗を減らすには、バッテリーを接続するワイヤーの長さとインバーターまでの距離を最小限に抑える必要があります。実際には、インジケーターの値は0.98から0.99です。
- バッテリーの最小許容放電。どのバッテリーにも充電下限があり、それを超えるとデバイスの寿命が大幅に短くなります。通常、コントローラーは15％の最小充電値に設定されているため、係数は約0.85です。
- バッテリーを交換する前の最大許容容量損失。時間の経過とともに、デバイスの経年劣化が発生し、内部抵抗が増加します。これにより、デバイスの容量が不可逆的に減少します。残存容量が70％未満の機器を使用することは不採算であるため、指標の値は0.7とみなす必要があります。
その結果、新しいバッテリーの必要容量を計算するときの積分係数の値は、約0.8に等しくなり、古いバッテリーの場合、それらが償却される前の値は0.55になります。
家に電気を供給するため 充放電サイクルの長さ 1日に等しい場合は12個のバッテリーが必要になります。 6つのデバイスの1つのブロックが放電中の場合、2番目のブロックが充電されます
メンテナンス：ゲルバッテリーの復元方法、電解質の交換
製造元の推奨に従って電源装置を保守する場合、ほとんどの場合、問題なく耐用年数を提供し、追加のアクションは必要ありません。電源が膨らんだり、プレートが破損したりした場合は、元に戻すのではなく、新しいものを購入することをお勧めします。どのような場合にゲル電池を復活させることができますか？
バッテリーの容量が失われていることに気付いた場合は、ゲル成分が乾燥している可能性があります。この場合、蒸留水で元素の水収支を回復する必要があります。次に、その方法を段階的に説明します。
プラスチックカバーを取り外します。
ジャーからゴム栓を取り外します。
- 注射器を取り、蒸留水を1〜2立方体吸い上げます。
- 各瓶に水を注ぎます。
- バッテリーを数時間放置して、ゲルを水に浸します。
- 十分な水がない場合は、追加します。余分なものがある場合は、注射器で取り除きます。
- 端子の電圧レベルを確認してください。
- プラグを交換し、バッテリーカバーを閉じます。
- バッテリーを充電します。
また、バッテリーの動作中に形成されるプレートの強い硫酸化により、バッテリーの活性化が必要になる場合があります。脱硫酸化には2つの方法があります。
化学組成TrilonVの助けを借りて。それは購入され、指定された割合で希釈され、事前に乾燥されたバッテリーに注がれなければなりません。
ゲル電池では、電解質をゲルの形で完全に除去できるとは限らないことに注意してください。 Trilon Bで脱硫した後、蒸留水で内部をすすぎ、溶液を調製した後、ゲル電解質をバッテリーに再度注ぐ必要があります。
ご覧のとおり、この方法は非常に面倒で、知識とスキルが必要です。
さまざまな振幅のパルス電流の助けを借りて。この操作中、パルス電流は硫酸鉛を破壊します。上記のように、ゲル電池は突然の電圧降下と大電流を非常に否定的に感知することに注意する価値があります。この方法を試したユーザーは、目標を達成できるとは限らないと述べています。これは、硫酸鉛に加えて、プレート自体が破壊され、これが容量の損失につながるという事実によって説明されます。
ご覧のとおり、バッテリーを回収する方法はいくつかありますが、ゲル電源にはあまり適していません。ゲルバッテリーを復活させるのではなく、新しいものを購入することをお勧めします。
電解液や水をゲル電池に流し込むことはできますか？
ゲル電池のメンテナンスの一環として、上記の方法で蒸留水を補充することができます。通常の水道水を電源に注ぐことはお勧めしません。不純物が多すぎるため、正しい反応が妨げられます。
純粋な形の電解質はゲル電池に注がれていません。吸収された電解質を作ることはできますが、そのような実験の結果を保証することはできません。
自動車用のゲル電池は、メンテナンスの必要がないため、非常に人気があります。ご覧のとおり、これらの電源の操作は非常に簡単です。しかし、多くの人はコストが高いために延期されています。適切なメンテナンス（タイムリーな再充電、保管条件への準拠）があれば、このバッテリーは長持ちし、容量の回復に多くの時間と労力はかかりません。ゲル電池はどのように管理していますか？充電中または回復中に問題が発生しましたか？私たちの読者とあなたの経験を共有してください。
一生
家庭用ソーラーパネルのほとんどの場合、バッテリーサブシステムのサイクルは1日です。このモードで操作すると、同じボリュームにエネルギーを蓄積するバッテリーの能力が低下します。バッテリーの寿命が尽きるまでに、バッテリーの残りの容量は公称値の80％になると考えられています。
この機能を考えると、ソーラーパネルを備えたシステムで特定のバッテリーを選択することの経済的実現可能性を計算することは非常に簡単です。
放電の深さが耐用年数（サイクル）に及ぼす影響
耐用年数に対する温度の影響（年）
運用ルール
バッテリーや技術機器を操作するときは、規則に従う必要があります。ソーラーステーションシステムでバッテリーを使用する場合、操作ルールはそのようなシステムの操作の性質によって決定され、上記のようにバッテリーの要件で表されます。
通常、電源システムに接続される大きな電気負荷のため、1つのグループに複数のバッテリーを含める必要があります。これは、総静電容量を増やし、出力の電圧を上げるため、または両方の目標を達成するために行われます。
バッテリーのグループをオンにするための3つのスキームが使用されます。
一貫して。これを含めると、グループの容量は1つのバッテリーの容量に等しくなります。
電圧は、グループ内のすべてのバッテリーの電圧の合計に反映されます。
平行。これを含めると、電圧は変化せず、1つのバッテリーの公称電圧に等しくなり、グループの容量は、含まれているバッテリーの容量の合計として決定されます。
組み合わせる。このスイッチング方式では、バッテリーの直列および並列接続が使用されます。
バッテリーをグループにまとめるときは、バッテリーを1つのグループで使用する必要があることに注意してください。
- 一種;
- 1つのコンテナ。
- 1つの定格電圧。
電池は同じ動作時間とメーカーのものであることが望ましい。
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車のバッテリーの種類と種類
鉛プレートと電解質として硫酸の溶液を備えた従来のバッテリーは、鉛酸またはWET（外国語で「ウェット」）バッテリーのクラスに属します。自動車では、このタイプのバッテリーは長い間使用されており、メンテナンスの複雑さに関連する進化のいくつかの段階をすでに経ています。
事実は、充電と放電のサイクルの間に、追加の量の水が形成され、それが蒸発して電解質の密度を変化させるということです。さらに、電解質中の化学反応は、硫酸鉛と水の形成だけでなく、ガス（水素と酸素）の発生と電解質自体の蒸気の形成も伴います。
ガス形成のプロセスは、集中的な運転と大電流でのバッテリーの充電中に特に活発になります-そして彼らはバッテリーが「沸騰」していると言います。
一部の電解液が蒸発すると、密度が変化するだけでなく、プレートの上部が露出し、バッテリーの効率と耐久性が低下します。そのため、最近では、鉛蓄電池は、充電レベルの監視に加えて、密度と電解質レベルの定期的なチェックが必要であり、定期的なメンテナンスが操作の不可欠な部分でした。
このタイプのバッテリーの電解液の硫酸化と蒸発に加えて、プレート材料は水と相互作用し、酸化鉛を形成します。これは、プレートの腐食と段階的な破壊の原因です。
電池の改良には、まず、これら3つの要因による悪影響の軽減が含まれ、問題を解決する主な方法は、新しい材料を使用することでした。
このように、プレートの耐久性を高めるためのアンチモンの使用は長い間知られていました。現代の技術は、この元素の割合を減らすことを可能にし、これにより、「沸騰」の強度の顕著な減少を達成することができました。バッテリーのメンテナンス時間は大幅に短縮され、すでに低メンテナンスと呼ばれています。
自動車用バッテリーの改善に向けた次のステップである鉛合金へのカルシウムの使用により、ガス生成の強度をさらに低減し、自己放電電圧を上げることが可能になりました。これで、バッテリーを放電状態で長期間保管できるようになり、電解液を沸騰させるプロセスが重要でない役割を果たし始めたため、バッテリーはメンテナンスフリーになりました（これは完全に真実ではありませんが、バッテリーの充電はメンテナンス操作）。
乗用車用の「メンテナンスフリー」バッテリーはほとんど製造されていません。ただし、「低メンテナンス」（「無人」と呼ばれることもあります）は、オンボードネットワークが不安定なマシン（特に走行距離のあるマシン）で使用するのが非常に合理的です。これらのバッテリーは負荷変動に耐性があります。
低アンチモン電池とカルシウム電池の中間の位置は、ハイブリッド電池で占められています。それらの中で、正極のプレートはアンチモンの含有量が少なく作られ、負極のプレートはカルシウムを含んでいます。このソリューションでは、両方のオプションの長所をある程度組み合わせることができますが、残念ながら、短所もあります。事実、「カルシウム」バッテリーは、オンボードネットワークの変化に敏感です。
自動車用バッテリーの改善における次の重要なステップは、電解質を液体状態からゲル状に移行させるための設計および技術的ソリューションでした。電解質として液体ではなくゲルを使用する技術を使用して製造された電池は、ゲル電池と呼ばれます。
ゲルを使用することで、いくつかの問題を一度に解決することができました。
- 安全性-硫酸溶液は人間と環境の両方にとって非常に危険であり、漏れの可能性は常に存在します。
- 配向-ゲルのような状態により、バッテリーを水平線の任意の傾斜で動作させることができます-その中の電解質はしっかりと固定されています。
- 耐振動性-ヘリウムフィラーはポットホールでの揺れを恐れません-それは電極プレートに対して固定されており、電極表面の一部が露出する可能性は排除されています。
ゲルの種類の1つ（これについては用語の論争がありますが）はAGMバッテリー（AGM-吸収性ガラスマットの略語-吸収性ガラス材料）であり、適切な技術にちなんで名付けられました。 AGMの特徴は、プレート間に電解質を保持し、さらにプレートを脱落から保護する特殊な多孔質材料があることです。
液体がゲル状に増粘した電池を電解質として使用する電池は、乗用車には使用されていません。
太陽電池の選択基準
メーカーは太陽電池の技術を絶えず改善しており、同じデジタルパフォーマンス指標が実際に動作していると、まったく異なる形で現れる可能性があります。
しかし、あなたは間違いなくそのような指標に注意を払うべきです：
- 容量の動作レベル。
- 充電電流;
- 放電電流。
バッテリーを選択するときは、グリーンシステム自体の数を考慮する必要があります。必要なバッテリー容量はこれによって異なります。ほとんどの場合、電圧が12 Vのバッテリーが見つかります。これに基づいて、直列に接続する必要のあるバッテリーの数を計算する必要があります。
ソーラーバッテリーの動作電圧が1つのバッテリーの電圧を超える場合は、接続する必要のあるバッテリーの数を計算する必要があります。原則として、この数値は12の倍数です。バッテリーは直列に接続され、電圧は変化しますが、容量は同じままですが、並列の場合はその逆です。
太陽光発電所の装置のスキーム
カントリーハウスのソーラーシステムがどのように配置され、機能するかを考えてみてください。その主な目的は、太陽エネルギーを家庭用電化製品の主な電源である220Vの電気に変換することです。
SESを構成する主要部分：
- 太陽放射をDC電流に変換するバッテリー（パネル）。
- バッテリー充電コントローラー。
- バッテリーパック。
- バッテリー電圧を220Vに変換するインバーター。
バッテリーの設計は、機器が-35ºСから+80ºСまでのさまざまな気象条件で動作できるように考えられています。
適切に設置されたソーラーパネルは、冬と夏の両方で同じ性能で動作することがわかりますが、1つの条件、つまり晴天時、太陽が最大量の熱を放出するときです。曇りの日は、パフォーマンスが急激に低下します。
中緯度の太陽光発電所の効率は素晴らしいですが、大きな家に完全に電力を供給するのに十分ではありません。多くの場合、ソーラーシステムは追加またはバックアップの電力源と見なされます。
300Wバッテリー1個の重量は20kgです。ほとんどの場合、パネルは家の隣に設置された屋根、ファサード、または特別なラックに取り付けられます。必要な条件：平面を太陽に向けて回転させ、最適な傾斜（地球の表面に対して平均45°）を行い、太陽光線を垂直に落下させます。
可能であれば、太陽の動きを追跡し、パネルの位置を調整するトラッカーをインストールします。
バッテリーの上面は強化ガラスで保護されており、雹や大雪の吹きだまりに簡単に耐えることができます。ただし、コーティングの完全性を監視する必要があります。そうしないと、損傷したシリコンウェーハ（フォトセル）が機能しなくなります。
コントローラはいくつの機能を実行します。主なものであるバッテリー充電の自動調整に加えて、コントローラーはソーラーパネルからのエネルギー供給を調整し、それによってバッテリーを完全な放電から保護します。
自家製のソーラーシステムの場合、最良の選択は、10〜12年の中断のない動作期間を持つゲルバッテリーです。 10年間の運用後、容量は約15〜25％減少します。これらは、有害物質を放出しない、メンテナンスフリーで絶対に安全なデバイスです。
冬や曇りの日でも、パネルは機能し続けますが（定期的に除雪されている場合）、エネルギー生産量は5〜10分の1に減少します。
インバーターの役割は、バッテリーからのDC電圧を220 VのAC電圧に変換することです。インバーターは、電力や受け取った電圧の品質などの技術的特性が異なります。 Sinus機器は、現在の品質の点で最も「気まぐれな」デバイス（コンプレッサー、家庭用電化製品）に対応できます。
約1kWの太陽エネルギーが惑星の表面の1m²に降り注ぐと推定され、1m²の太陽電池は約160〜200ワットを変換します。したがって、効率は16〜20％です。適切なデバイスがあれば、これは家の中のすべての低電力機器に電力を供給するのに十分です。
コントローラは、バッテリ充電量をパーセンテージで表示します。 24ボルトの機器が27Vのバッテリー充電を示している場合、それらは100％満杯です
強力なゲル電池のペア200Ah（電力定格4.8 kW）。これは、180〜200ワットのノンストップ消費の電化製品の運用の日です。エネルギー貯蔵装置は耐霜性があり、屋根裏部屋に設置でき、安全であるため、居住区の隣にも設置できます。
インバーターのデジタル表示には、通常、消費電力と電力システムの合計電圧の2つのパラメーターが表示されます。追加の充電器オプションを使用すると、発電機を接続してバッテリーをすばやく充電できます（太陽がない場合）
主要コンポーネントを含む、太陽光発電所の最も単純なスキーム。それぞれが独自の機能を果たし、それなしではSESの操作は不可能です。
電池の種類
ソーラーパネルには、事実上すべてのバッテリーを使用できます。しかし、主なことはそれが長い間機能するということです。バッテリーの機能は、製造元と材料の種類によって異なります。
エネルギー貯蔵装置の主な種類：
- リチウム。
- 鉛酸。
- アルカリ性。
- ゲル。
- AGM
- ゼリー状ニッケルカドミウム。
- OPZS。
リチウム
リチウムイオンが金属分子と反応する瞬間にエネルギーが現れます。金属は追加のコンポーネントです。
これらのタイプのバッテリーは、大容量で非常に迅速に充電できます。これらのバッテリーは軽量でコンパクトなサイズです。さらに、それらのコストはかなり高いです。このため、それらは太陽エネルギーで使用されることはほとんどありません。それらはゲルのものより2倍少ない働きをします。ただし、料金が45％を超える場合は、さらに少なくなります。この時点で、コンテナの容量を希望のレベルに保つことができます。
このようなバッテリーは、狭い電圧範囲で動作します。このようなデバイスの重大な欠点は、時間の経過とともに容量が減少することです。そして、これはすべての技術規則への準拠に依存するわけではありません。
鉛酸
開発段階では、水溶液を含む電解質用のコンパートメントがいくつか装備されていました。この混合物には、鉛電極とさまざまな不純物が浸されています。このおかげで、バッテリーは耐食性があることがわかりました。
そのようなデバイスは長い間機能しません。これは放電速度によるものです。
アルカリ性
これらの電池は電解質が不足しています。彼らの化学物質はそれに溶解することができません。彼らはお互いに反応さえしません。
アルカリ（アルカリ）電池は長持ちします。それらは電力サージに対して十分に耐性があります。ゲル電池とは異なり、これらの電池は低温で安定して動作することができます。そして寒さの中で彼らは長い間働くことができます。
それらは100％排出して保管する必要があります。これは、将来の請求時に容量が失われないようにするために必要です。この機能は、太陽光発電所の運用を深刻に混乱させる可能性があります。
ゲル
このタイプは、その中の電解質がゲルの形で提示されるため、そのような名前が付けられています。格子層のため、実際には流れません。
この太陽電池は長持ちし、何度でも充電できます。機械的損傷に耐性があります。あらゆる種類の亀裂がその機能を妨げることはありません。
-50度までの低温で動作し、容量が低下することはありません。長期間使用しない場合でも、ゲル電池はその特性を失うことはありません。
このバッテリーを寒い部屋で使用する場合は、断熱する必要があります。いかなる状況においても、充電レベルを超えてはなりません。そうしないと、爆発または失敗する可能性があります。さらに、それらは電力サージに非常に敏感です。
AGM
実際、それらは鉛蓄電池のタイプに属しています。しかし、違いがあります-これは電解質の中にある内部のグラスファイバーです。酸がこの材料の層を満たします。これは彼女が広がらないことを可能にします。これはすべて、そのような太陽電池を任意の位置に配置できることを示唆しています。
これらのバッテリーは十分な容量があり、長持ちし、最大500回または1000回充電できます。それはすべてメーカーによって異なります。しかし、すべての利点にもかかわらず、重大な欠点があります。それらは大電流に敏感です。これは体を膨らませる可能性があります。
鋳造ニッケルカドミウム電池
それらはアルカリ性であり、電解質で満たす必要があります。ゼリー入りの電池とは異なり、より安全です。それらのコストは高くなく、電力はかなりよく保たれています。充電と放電の多くのサイクルに耐えることができます。
耐用年数はかなり短いです。長く使用するほど、容量は小さくなります。
車のバッテリー
これらのデバイスは、お金を節約するという点で非常に有益です。自分で太陽光発電所を作る人は、ほとんどの場合それらを使用します。
これらのバッテリーの欠点は、急速な摩耗と頻繁な交換です。その結果、それらは短期間および低電力ソーラーモジュールに使用することができます。
