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Panels Photovoltaische Solarenergie

Was sind Solarbatterien?

Solarbatterien zielen darauf ab, die von Photovoltaik-Solarmodulen erzeugte elektrische Energie so zu sammeln, dass sie nachts oder an bewölkten Tagen verwendet werden kann.

Was sind Solarbatterien?

Die Verwendung von Batterien ermöglicht es auch, eine höhere Stromstärke bereitzustellen als die, die von einem Photovoltaik-Modul im Betrieb bereitgestellt werden kann. Dies wäre der Fall, wenn mehrere elektrische Geräte gleichzeitig verwendet würden.

Eine Batterie besteht aus kleinen 2-V-Stromspeichern, die in dasselbe Element eingebaut sind. Die Batterien liefern Gleichstrom mit 6, 12, 24 oder 48 V. Der Akkumulator ist die Zelle, die Energie durch einen elektrochemischen Prozess speichert.

Wenn wir zum Beispiel von einer 12-V-Batterie sprechen, beziehen wir uns auf einen Reihensatz von 6 Blei-Säure-Zellen mit jeweils 2 Volt. Monoblock-Batterien sind Batterien, die aus mehreren 2-V-Zellen bestehen, die einen einzigen Block bilden.

Stationäre Batterien, auch als Solarakkumulatoren bezeichnet, sind Batterien, die aus in Reihe geschalteten 2- Volt-Elementen bestehen, bis die gewünschte Arbeitsspannung für die Solaranlage erreicht ist.

Wie funktionieren Solarbatterien?

Die Batterien haben die Funktion, elektrische Energie im System zu liefern, wenn die Photovoltaik-Module nicht den erforderlichen Strom erzeugen. Zum Beispiel während der Nacht oder bei schlechten Lichtverhältnissen.

Wenn die Photovoltaik-Module mehr Strom erzeugen können als vom elektrischen System benötigt wird, wird die gesamte benötigte Energie von den Modulen geliefert und der Überschuss wird zum Laden der Batterien verwendet.

Die Batterien wandeln die von den Photovoltaikmodulen empfangene elektrische Energie in chemische Energie um. Diese Umwandlung erfolgt aus der Reaktion, die auftritt, wenn zwei verschiedene Materialien, wie die der positiven und negativen Platte, in den Elektrolyten eingetaucht werden. Der Elektrolyt ist eine Lösung aus Schwefelsäure und Wasser.

Strom fließt aus der Batterie, sobald ein Stromkreis zwischen dem positiven und dem negativen Pol angeschlossen ist.

Wenn sich die Batterie entlädt, wird die Zusammensetzung des Bleis in den Platten ähnlicher. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Säuredichte ab und die Spannung zwischen den Anschlüssen nimmt ab. 

 Die Fähigkeit, einen konstanten Lade- und Entladevorgang durchzuführen, ist als Widerstand gegen das Zyklisieren einer Batterie bekannt.

Solarbatterieklasse

Je nach Zyklus gibt es zwei Arten von Batterien:

  • Batterien mit niedrigem Zyklus

  • Tiefzyklusbatterien

Batterien mit niedrigem Zyklus

Low-Cycle-Batterien sind so ausgelegt, dass sie für kurze Zeit eine Strommenge liefern und kleinen Überlastungen standhalten, ohne Elektrolyte zu verlieren, wie dies bei Autobatterien der Fall ist.

Diese Batterien unterstützen jedoch keine Tiefentladungen. Wenn sie wiederholt unter 20% entladen werden, verkürzt sich ihre Nutzungsdauer erheblich. Daher sind diese Batterien keine gute Wahl für Photovoltaik-Solaranlagen.

Tiefzyklusbatterien

Sie sind so ausgelegt, dass sie bis zu 80% ihrer Kapazität wiederholt entladen werden. Diese Funktion macht sie zur besten Wahl für Solaranlagen.

Funktionen zur Berücksichtigung einer Solarbatterie

Wichtigste Merkmale bei der Auswahl einer Batterie oder eines Solar-Kits:

  • Kapazität. Die Kapazität ist die Stromstärke in Ampere (A), die aus einer vollständigen Entladung des elektrischen Akkumulators bei voller Ladung erhalten werden kann.

  • Ladeeffizienz. Die Ladeeffizienz ist das Verhältnis der zum Befüllen des Akkus verwendeten Energie zu der tatsächlich gespeicherten. Je näher an 100%, desto besser.

  • Selbstentladung. Selbstentladung ist der Vorgang eines elektrischen Akkus, der dazu neigt, sich zu entladen, ohne verwendet zu werden.

  • Entladungstiefe. Die Entladungstiefe ist die Energiemenge, die während einer Entladung bei voller Ladung erhalten wird (%).

Was ist die Lebensdauer einer Solarbatterie?

Die Nutzungsdauer einer Batterie für Solaranlagen beträgt in der Regel ca. 10 Jahre. Wenn jedoch häufige Tiefentladungen durchgeführt werden (> 50%), sinkt ihre Nutzungsdauer stark. Daher ist es ratsam, eine ausreichende Kapazität zu installieren, damit 50% der Entladung nicht überschritten werden.

Ein weiterer sehr wichtiger Faktor ist die Temperatur. Wenn die Temperatur zwischen 20 und 25 ° C gehalten wird, beträgt die Nutzungsdauer etwa 10 Jahre. Wenn sich die Temperatur dagegen um 10 ° C ändert, kann die Lebensdauer um die Hälfte reduziert werden.

Batterietyp

Batterien werden nach Art der Herstellungstechnologie sowie nach den verwendeten Elektrolyten klassifiziert.

Die am häufigsten verwendeten Batterien in Solaranlagen sind aufgrund des Preisverhältnisses für verfügbare Energie Blei-Säure. Sein Wirkungsgrad liegt zwischen 85 und 95%, während Ni-Cad 65% beträgt.

Sicherlich wären die besten Batterien Lithium (mobil). Die Lithiumbatterie ist für diese Anwendung jedoch nicht wirtschaftlich.

Blei-Säure-Batterien für Solaranwendungen

Alle Blei-Säure-Batterien fallen vorzeitig aus, wenn sie nach jedem Zyklus nicht vollständig aufgeladen werden.

Wenn eine Blei-Säure-Batterie zu irgendeinem Zeitpunkt (tagelang) entladen bleibt, führt dies zu einem dauerhaften Kapazitätsverlust.

Flüssige Batterien - flüssiger Elektrolyt

Sie werden am häufigsten verwendet. Es gibt zwei Arten von Flüssigkeitsbatterien:

  1. Offen, mit Deckeln, die den Wasserwechsel ermöglichen.

  2. Abgedichtet sind sie geschlossen, jedoch mit Ventilen, die den Austritt möglicher Gase bei übermäßiger Belastung ermöglichen.

Vorteile von Flüssigbatterien

  • Der älteste

  • Seine Produktion ermöglicht niedrige Preise.

  • Sie sind bei Überlastungen weniger problematisch.

Nachteile

  • Es besteht die Gefahr, dass (aggressive) Flüssigkeit verloren geht.

  • Sie haben normalerweise eine kurze Lebensdauer zwischen 400 Lade- und Entladezyklen.

  • Sehr niedrige Temperaturen können sie schnell zerstören.

Es gibt andere Arten von Batterien. Befindet sich der Elektrolyt nicht in flüssigem Zustand, wurde er immobilisiert. 

Bei Gelbatterien ist der Elektrolyt zu einem Gel geworden. Bei der AGM-Batterie (Absortion Glass Mat) wurde sie durch eine Glasfaser mit hoher Absorptionskraft getrennt, die wie ein Schwamm wirkt.

Sowohl Gel-Batterien als auch AGM-Batterien sind wartungsfrei. Sie müssen niemals Wasser hinzufügen.

AGM-Batterien - Absorptionsglasmatte

Sie sind die modernsten Batterien und die Säure ist in Glasfasern fixiert, die sie absorbieren.

Fast alle AGM-Batterien sind ventilgeregelt: VRLA (ventilgeregelte Bleisäure)

Sie haben alle Vorteile von Gel zusätzlich zu den folgenden:

Vorteil:

  • Gute Haltbarkeit.

  • Mehr Widerstand gegen kaltes Klima.

  • Ihr automatischer Download ist minimal.

  • Niedriger Innenwiderstand, der hohe Ströme ermöglicht.

  • Tiefer Zyklus.

Nachteile:

  • Höherer Preis.

Es gibt einen zunehmenden Trend zu Blei-AGM-Batterien. Sie haben ihr bestes Lebens- / Preisverhältnis. Wenn die Handhabung einfacher ist.

Für jemanden, der die notwendige Pflege gewährleisten kann, ist die Flüssigkeitsbatterie möglicherweise die beste Option. Besonders angesichts des Preises.

Zusammenfassung

Solarbatterien sind Stromspeicher. Sie speichern den von Solarmodulen erzeugten Strom in Zeiten geringer Nachfrage und liefern ihn in Zeiten größter Nachfrage.

Diese Elemente können im Moment der Ladung elektrische Energie in chemische Energie umwandeln. Im Moment der Entladung wandeln sie wieder chemische Energie in Elektrizität um.

Autor:

Erscheinungsdatum: 13. Mai 2015
Geändert am: 30. Mai 2020