Статья

Эффективная СЭС для бизнеса: как выбрать аккумуляторы для солнечных панелей?

Опубликовано: 19.02.2025

Разрушенная энергетическая инфраструктура и частые блекауты стимулируют украинский бизнес активизировать установку солнечных электростанций. Солнечные панели генерируют электричество, которое потребляет само предприятие (производство, склад, магазин, салон красоты и др.), что позволяет предпринимателям не зависеть от отключений и уменьшить расходы на оплату коммунальных счетов.

Важно отметить, что экономия начинается сразу после запуска СЭС на предприятии. Бизнес на ближайшие 25 лет получает фиксированную стоимость собственной электроэнергии (в среднем, 0,8 грн/kW*h), которая на порядок ниже рыночных тарифов.

Эффективность и окупаемость солнечной электростанции зависит от множества факторов, которые учитываются при проектировании СЭС и выборе оборудования.

Для чего нужен аккумулятор в солнечной энергосистеме для предприятия?

Аккумулятор 48 (51,2) V в солнечных электростанциях устанавливают для накопления вырабатываемой энергии с последующим ее использованием. Он обеспечивает бесперебойную работу электрооборудования в периоды отсутствия электроэнергии и в ночное время. Благодаря аккумуляторной батарее можно максимально эффективно использовать солнечную энергию, снижая затраты на электричество.

При выборе АКБ для солнечной электростанции важно учитывать характеристики батареи, ее производительность и срок службы.

От того, какой аккумулятор вы выберете, зависит:

продолжительность автономной работы системы на одном заряде АКБ
мощность нагрузки и скорость возобновления заряда;
надежность и безопасность эксплуатации;
частота обслуживания (минимальный или регулярный уход);
срок службы устройства.

Литий-железо-фосфатный или свинцово-кислотный: как выбрать аккумулятор для солнечных панелей и инвертора?

Для начала разберемся, какие ключевые моменты необходимо учитывать при выборе аккумулятора для СЭС.

Емкость и глубина разряда (DoD)

Выбирая аккумулятор, необходимо учитывать его емкость (kWh) и допустимую глубину разряда. Чем выше DoD, тем больше энергии можно использовать без ущерба для ресурса батареи.

Напряжение аккумулятора

При выборе аккумулятора важно учитывать его номинальное напряжение, так как оно должно соответствовать параметрам вашей энергосистемы.

Например, батарея 48 (51,2) V – оптимальный вариант для СЭС мощностью от 5 до 200 kW. При таком напряжении аккумулятора можно использовать провода меньшего сечения, уменьшая потери и повышая общую эффективность системы.

Выходная мощность и КПД

Для стабильной работы системы важно, чтобы аккумулятор мог выдавать необходимую мощность без перегрузок. Высокий КПД (более 95%) означает, что больше энергии будет использовано по назначению, а не потеряно в процессе зарядки и разрядки.

Срок службы и устойчивость к условиям эксплуатации

Чем больше ресурс циклов заряд-разряд, тем дольше прослужит аккумулятор. Также важно учитывать устойчивость к температурным перепадам, влажности и механическим нагрузкам, особенно если система используется в сложных условиях.

Совместимость с инвертором и системой хранения

Перед покупкой убедитесь, что аккумулятор совместим с вашим инвертором и зарядным контроллером. Для литиевых батарей важно наличие системы BMS (Battery Management System), которая защищает от перегрева, переразряда и др.

Сравнение аккумуляторов: почему LiFePO4 — лучший выбор для солнечных энергосистем?

Сравним LiFePO4 и свинцово-кислотные батареи исходя из критериев, описанных выше.

Глубина разряда (DoD) и полезная энергия

LiFePO4 - до 100% DoD без значительного сокращения срока службы. Это означает, что можно использовать всю накопленную энергию.
Свинцово-кислотные - DoD 50-70%, иначе батарея быстро выйдет из строя. Следовательно, при номинальной емкости 100 Ah реально доступно только 50 - 70 Ah.

LiFePO4 дает почти вдвое больше полезной энергии при той же емкости, что особенно важно для эффективной эксплуатации СЭС в осенне-зимний период, когда световой день сокращается.

Емкость и выходная мощность

LiFePO4: стабильная мощность даже при низком заряде. Батарея выдерживает высокие нагрузки без просадки напряжения. Отсутствует эффект Пойкерта - неспособность отдать полную ёмкость при больших токах разряда.
Свинцово-кислотные: большие нагрузки противопоказаны! Напряжение падает при высокой нагрузке, что может вызвать отключение приборов. При больших токах разряда падает ёмкость и значительно сокращается время жизни аккумулятора.

LiFePO4 обеспечивает надежную работу мощных устройств, таких как насосы, климатические системы, промышленные холодильники и другое производственное оборудование.

Эффективность

LiFePO4: КПД до 98%, потери минимальны.
Свинцово-кислотные: КПД 70–80%. Низкая Кулоновская эффективность - отношение отданных аккумулятором ампер-часов к ампер-часам, полученным им от зарядного устройства во время зарядки, часть энергии теряется в процессе заряда и разряда.

LiFePO4 экономит до 30% энергии.

Срок службы и долговечность

LiFePO4: 7 000+ циклов при 80% DoD (20+ лет эксплуатации).
Свинцово-кислотные: 400–1200 циклов при 50% DoD (3–5 лет).

LiFePO4 служит в 7 раз дольше, снижая затраты на замену аккумуляторов.

Дополнительные преимущества LiFePO4 аккумуляторов для СЭС

Безопасность

Не перегревается при высокой нагрузке. Температура остается в безопасных пределах, что исключает перегрев и разрушение ячеек.
Не воспламеняется, LiFePO4 не склонен к термическому разгону (thermal runaway) в случае короткого замыкания или механического повреждения.
Работает при экстремальных температурах: от -20°C до +60°C, что делает их лучшим выбором для автономных и гибридных СЭС с LiFePO4 аккумуляторами 51,2V.
Имеет встроенную защиту (BMS). Умная система управления батареей (Battery Management System) предотвращает перегрузку, переразряд и перегрев, автоматически отключая батарею при критических нагрузках.

Быстрая зарядка: 2–4 часа против 10–12 часов у свинцово-кислотных батарей

LiFePO4 аккумуляторы поддерживают высокие токи заряда, что сокращает время полной зарядки в 3-4 раза по сравнению со свинцово-кислотными батареями. LiFePO4 аккумуляторы позволяют использовать энергию, сгенерированную в светлое время суток, на потребности предприятия, а не на зарядку АКБ.

Высокая скорость приема заряда. LiFePO4 может заряжаться током до 1С, а это значит, что аккумулятор емкостью 100 Ah может полностью зарядиться за 1 час при токе 100А или за 2 часа при 50А.
Нет эффекта памяти. LiFePO4 можно заряжать в любой момент, не дожидаясь полного разряда и использовать при любом уровне зарядки, чего нельзя делать со свинцово-кислотными аккумуляторами.

Минимальное обслуживание и безопасность в процессе эксплуатации

Не выделяет вредные испарения. Некоторые свинцово-кислотные батареи при зарядке выделяют водород, поэтому их нужно устанавливать в вентилируемых помещениях. LiFePO4 экологичны и безопасны для помещений, где постоянно находятся люди.
Нет сульфатации пластин. В свинцово-кислотных батареях неправильная эксплуатация (глубокий разряд, недостаточная зарядка) приводит к сульфатации, что резко сокращает срок их службы. У LiFePO4 такой проблемы нет.
Не боится простоя. Свинцово-кислотные батареи разряжаются даже при хранении, а LiFePO4 могут оставаться в заряженном состоянии месяцами без потери емкости.

LiFePO4 — одна из самых передовых и безопасных аккумуляторных технологий. Батареи этого типа - лучшее решение для солнечных электростанций и других систем бесперебойного питания.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы LogicPower изготовлены в Украине с применением современных средств производства. Мы предлагаем широкий ассортимент аккумуляторов для солнечных электростанций и систем резервного питания.

Специалисты LogicPower бесплатно проконсультируют и помогут выбрать наиболее эффективное оборудование для вашей СЭС.