Выбор аккумуляторов

[s-k-y-w-a-l-k-e-r]

Подключение к электросети не предвидится. Поэтому буду устраивать систему электроснабжения дома на базе ветрогенератора + дизельгенератора. Для буферного накопления электроэнергии как обычно в таких системах будут задействованиы аккумуляторы. Брать обычные автомобильные нет смысла (у них всего около 200 циклов разряд-заряд). Недавно наткнулся на тяговые аккумуляторные батареи Sunlight . При цене вдвое привышающей автомобильные продавцы обещают 1800 циклов разряд-заряд.

Ссылку на сайт продавцов не даю - не рекламист. Гуглом можно найти много желающих продать данный товар в Украине. Ключевые слова для поиска SunLight 48V 5 PzS 400 (именно эта батарея меня устраивает по емкости). Вопрос к знающим людям. Насколько эффективно будет использование данной аккумуляторной батареи с ВЭУ (например с харьковской FA-4.4/400)? Не будут ли эти заявленные 1800 циклов лишь рекламной уловкой и на практике не достижимыми?

[Ростислав]

мож поставить несколько меньшей емкости в параллель, если нужно 48в. тогда можно будет менять если шо

[Serg-Solar]

Вы сами выбрали -тяговые аккумуляторы, но они не для ветро-солнечных систем, они для электровозов и кар!

 

Вам подойдёт серия SPG-гелиевые, срок службы до 12 лет.

Или SVT-AGM техноглогия срок службы до 18 лет.

[ValeryN]

Подключение к электросети не предвидится. Поэтому буду устраивать систему электроснабжения дома на базе ветрогенератора + дизельгенератора. Для буферного накопления электроэнергии как обычно в таких системах будут задействованиы аккумуляторы. Брать обычные автомобильные нет смысла (у них всего около 200 циклов разряд-заряд). Недавно наткнулся на тяговые аккумуляторные батареи Sunlight . При цене вдвое привышающей автомобильные продавцы обещают 1800 циклов разряд-заряд.

 

Обратите внимание на тот момент, что эта батарея набрана из 24 ячеек по 2 Вольта. При циклировании ВАЖНО указание, какая глубина разряда - т.е. к примеру 10%, 30%, 50%, 75% D.O.D (глубина разряда) дает различное количество циклов. Для тяговых пишут обычно 75% D.O.D.

 

При балансировки (уравнивание) заряда между элементами, на более глубоких уровнях разряда - Вы получите больше циклов заряда-разряда в 1.5-2 раза ( (ссылка устарела) ). Поэтому в частности на электромобилях, где аккумуляторы дороги ставят балансировщики заряда. Называется это по-разному - от "умных" зарядок, до battery management unit / battery controller. На солнце-ветре это тоже полезно, если система полностью автономна и аккумулятор работает в циклическом, а не буферном (поддерживающим) режиме.

 

Думаю тяговый они специфицировали на 75% D.O.D., ниже привожу ссылки, которые поясняют, почему я так думаю... Там-же больше о гелевых и AGM аккумах....

 

(ссылка устарела)

(ссылка устарела)

(ссылка устарела)

 

А вот так примерно выглядят тесты по IEC254-1:

 

(ссылка устарела)

 

Обратите внимание - напряжение норм - около 12.8 - 13.4 V, быстро падает до 12.4 - 12.8 V и далее плавно до 11 - 11.5 V (полный разряд). 10.5V на ХХ можно считать - полностью разраженным аккумом -дальше разряжать небезопасно для аккума. Батарея считается мертвой, когда в ней остается 70% от первоначальной емкости.

 

Ссылку на сайт продавцов не даю - не рекламист. Гуглом можно найти много желающих продать данный товар в Украине. Ключевые слова для поиска SunLight 48V 5 PzS 400 (именно эта батарея меня устраивает по емкости). Вопрос к знающим людям. Насколько эффективно будет использование данной аккумуляторной батареи с ВЭУ (например с харьковской FA-4.4/400)? Не будут ли эти заявленные 1800 циклов лишь рекламной уловкой и на практике не достижимыми?

 

Думаю что 1500 циклов на 75% DOD выдаст без балансировки, и 2000 циклов выдаст на 75% DOD с балансировкой. (Почему я считаю так - потому что думаю, что производитель или аппроксимировал по одной ячейке, или выравнивал напряжение на банках путем "перезаряда" - классика - простой и ленивый способ, но убивает аккум).

 

При цене батареи в 30 т. грн. и ее емкости в 20 квт*ч, Вы получите от 18'360 квт*ч электроэнергии до 24'473 квт*ч (с балансировкой). Балансировщик стоить пусть будет. Итого - цена электроэнергии через аккумулятор порядка 1.63 грн. (без балансир.) - 1.39 грн (с балансир.). По завершению срока службы - можно еще 300-500 циклов доюзать до 50% емкости - в таком случае цена будет 1.4 грн - 1.2 грн за квт*ч. Без учета КПД инвертора. С Учетом КПД инвертора - цена будет 1.71 грн/квт*ч без балансировщика заряда, 1,46 грн/квт*ч с балансировщиком при условии эксплуатации до 70% от первоначальной емкости. Или до 1.47 грн/квт*ч - 1.26 грн/квт*ч с при разряде до 50% емкости.

 

Для сравнения - батарея ThunderSky, химия LiFEPO4 - одна из любимиц электромобиле-строителей - на ту-же емкость (20 квт*ч) - будет стоить 80 т. грн. ориентировочно. При этом - 8'000 циклов заряд-разряд. (ссылка устарела) с ньюансом - + 20% выйдет из строя преждевременно. Поэтому грубо 100 т. грн. В любом случае цена около 0.71 грн / квт*ч или 0.75 грн / квт*ч.

 

(ссылка устарела)

Еще LiFePO4 батарейки по интересным ценам - цены дороже чем ThunderSky, но отзывы лучше.

 

Из преимуществ LiFePO4 - 20 квт*ч ячейка выдаст 60-80 квт мощности при хорошем КПД, также возможен быстрый заряд за 20 минут.

 

Еще есть вариант использования Никель-Железных аккумуляторов.

40 ТНЖ 500 У2 - около 60 т. грн. - 24 квт*ч емкость.

(ссылка устарела)

 

Один лишь момент - аккумуляторы ТНЖ ремонтируемы... Никель никуда не девается... Со временем изнашивается электролит - он грубо говоря расходный - при контакте с воздухом - щелочь превращается в карбонат, потом пластины покрываются тем-же карбонатом.... Соответственно если не ухаживать за электролитом - потребуется чистить пластины. При замене электролита и контроле его уровня - аккумулятор может проработать и 10 тысяч циклов. Думал было использовать именно ТНЖ, доработав систему контроля уровня воды и отвода водорода, изолированную от воздуха, чтобы как можно реже менять электролит. Преимущество этой химии - возможен ПОЛНЫЙ РАЗРЯД В НОЛЬ БЕЗ ПОВРЕЖДЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА. Возможно длительное хранение в разряженном состоянии. Легко подлежит восстановлению в "кустарных" условиях.

 

Из недостатков - мощность заряда - около 6 кВт максимальная и КПД низкий. Мощность разряда - около 12 кВт.

 

Поэтому - я бы выбрал для ветра именно ТНЖ аккумулятор - поскольку электричество ветра условно-бесплатное... КПД аккумулятора роли не играет, а вот стоимость транзитного квт*ч по сути и определяет стоимость энергии в системе.

 

При этом если размер аккумулятора хочется выбрать скажем около 24 квт*ч, то размер ветроэлектростанции под ТНЖ я бы выбирал на генерацию 6 квт при 8 м/с минимум - это 4 FA/4.4, а если ветра мало - то еще больше. Пишут что FA/4.4 вырабатывает от 250 до 500 квт*ч в месяц - это у кого как - в Киеве может вырабатывать и 64 квт*ч в месяц в среднем (под что я и считал). В любом случае 25к грн за этот FA/4.4 мне видится сильно дорого. По виду - этот FA похож на любительские проекты:

(ссылка устарела)

(ссылка устарела) (приведено к мощности - самоделка в 3 раза дешевле, чем FA/4.4)

(ссылка устарела)

 

Приемлим или нет ценник на ветрогенератор зависит от количества ветра на участке в периоды эксплуатации.... Если ветра мало - то попытка его ловить ветрогенераторами оптимизированными под 8 м/с - дело жутко дорогое. Если прибрежная зона, или холм к примеру - дело другое. Если-же ветра мало - возможно ротор Савониуса, оптимизированный даст больший результат несмотря на худшую теоретическую эффективность - крутиться грубо будет при 2-5 м/с нормально. К примеру Benesh профиль (ссылка устарела) --- но - по-хорошему надо ветряк точить под ветер, который есть в наличии. Под 3 м/с в год среднее значение ветра никто ветряков вроде не делает - электричество дорогое получается. Или - (ссылка устарела)

 

Вы сами выбрали -тяговые аккумуляторы, но они не для ветро-солнечных систем, они для электровозов и кар!

Вам подойдёт серия SPG-гелиевые, срок службы до 12 лет.

Или SVT-AGM техноглогия срок службы до 18 лет.

 

При циклах от 300 до 600-900 )))) Причем - Вы сами про это-же пишете тут: (ссылка устарела)

 

Используют-же гелевые и AGM аккумы в буферном режиме... А режим у автономной системы, в отличии от ИБП, который присоединен к внешней сети не буферный, а циклический - ветер подул - зарядили, потом разрядили... И по новой - ветра не было долго - завели дизель, зарядили. Чтобы не было спекуляций - "буферный" режим - подразумевает 12 лет службы, когда аккумулятор просто стоит заряженный, готовый в случае прерывания питания выдавать ток. При этом ценник да - у AGM в полтора раза выше, чем у свинцовокислотного, который описывал топикстартер, а циклов меньше, срок службы - да - дольше теоретический. Но если топикстартер поставит к жидкому электролиту автодоливку - срок службы тоже будет существенно повышен. Плюс - не видел ниодного AGM-акка у нас в продаже, где выведены элементы по 2 вольта для балансировки...... А для длительного срока службы, при условии глубоких разрядов - она, согласитесь, нужна.

 

(ссылка устарела)

 

Специально линка про балансировку заряда - см. Fig. 9 - весьма наглядно и доступно.

[s-k-y-w-a-l-k-e-r]

 

 

При циклах от 300 до 600-900 )))) Причем - Вы сами про это-же пишете тут: www.stroimdom.com.ua/forum/showpost.php?p=677170&postcount=4

 

Используют-же гелевые и AGM аккумы в буферном режиме... А режим у автономной системы, в отличии от ИБП, который присоединен к внешней сети не буферный, а циклический - ветер подул - зарядили, потом разрядили... И по новой - ветра не было долго - завели дизель, зарядили. Чтобы не было спекуляций - "буферный" режим - подразумевает 12 лет службы, когда аккумулятор просто стоит заряженный, готовый в случае прерывания питания выдавать ток.

 

Про буферный и циклический режимы, их отличия и особенности знаю. Поэтому и ищу достойную альтернативу тому, что сейчас повсеместно устанавливают в ИБП.

Абсолютно верно Вы написАли, что АКБ будут использоваться в циклическом режиме. Допустим при потреблении электроэнергии около 600 квт-часов в месяц на день требуется порядка 20 квт/ч. Таким образом надо вырабатывать около одного киловата в час. Ветрогенератор FA-4.4/400 при скорости ветра 4м/с должен выдавать порядка 400 ват в час. Недостающее количество придется вырабатывать периодическим включением дизельного или газового генератора. Причем дизельгенератор будет работать со 100% нагрузкой генерируя 48В и заряжая АКБ, а не выдавая сразу 220В в розетки. Поэтому на первый план выходит именно количество циклов разряд/заряд, а не срок службы в буферном режиме.

[s-k-y-w-a-l-k-e-r]

Про щелочные никелевые аккумуляторы я и раньше слышал много хорошего. Применяются в авиации и по сравнению с автомобильными их можно назвать неубиваемыми. Но сейчас как-то упустил из виду. Надо будет проработать вопрос. Спасибо за хорошую идею

[ValeryN]

Про буферный и циклический режимы, их отличия и особенности знаю. Поэтому и ищу достойную альтернативу тому, что сейчас повсеместно устанавливают в ИБП.

Абсолютно верно Вы написАли, что АКБ будут использоваться в циклическом режиме. Допустим при потреблении электроэнергии около 600 квт-часов в месяц на день требуется порядка 20 квт/ч. Таким образом надо вырабатывать около одного киловата в час. Ветрогенератор FA-4.4/400 при скорости ветра 4м/с должен выдавать порядка 400 ват в час. Недостающее количество придется вырабатывать периодическим включением дизельного или газового генератора. Причем дизельгенератор будет работать со 100% нагрузкой генерируя 48В и заряжая АКБ, а не выдавая сразу 220В в розетки. Поэтому на первый план выходит именно количество циклов разряд/заряд, а не срок службы в буферном режиме.

 

Расчет неверный. Зависимость энергии ветра от скорости ветра пропорциональна кубу скорости ! т.е. Power = k * v * v * v,

для v = 8 м/с Power = 1600 (справочные для FA-4.4/400 данные), таким образом k = 3.125, соответственно при ветре 4 м/с - энергия на выходе будет 4*4*4*3.125 = 200 Вт (!). В __два__ раза ниже, чем хотелось-бы.

Если-же учесть то, что 4 м/с - это все-таки уже ветер... А чаще будет порядка 2-3 м/с... И за 4 м/с нужно успеть-таки что-то зарядить, с ветром становится все не так гламурно. А учитывая преобразование через аккумы, зарядные устройства и инверторы - 0.95*0,9*0.95 = 0.8 ... Останется того меньше - 160 Вт потребительских с одного ветрячка при 4 м/с.... и 20 Вт с ветрячка при 2 м/с ветре, 67 Вт при 3 м/с ветре.

 

Плюс - ветрячки будут шуметь

- а это касается "необслуживаемой" технологии... Почему-то наоборот - везде где есть технология, приходится обслуживать...

 

Про щелочные никелевые аккумуляторы я и раньше слышал много хорошего. Применяются в авиации и по сравнению с автомобильными их можно назвать неубиваемыми. Но сейчас как-то упустил из виду. Надо будет проработать вопрос. Спасибо за хорошую идею

 

Применяются они много где. Но по-моему как раз из авиации их выщемили ввиду массогаборита. В авиации то каждый кг денег стоит.

[s-k-y-w-a-l-k-e-r]

Я брал данные по выработке электроэнергии из таблицы.

 

Приведенная внизу таблица показывает значения энергии ветра в стандартных условиях (сухой воздух, плотность - 1,225 кг/м3,атмосферное давление 760 мм рт. столба). Формула расчета количества энергии (определяется в Вт/м2) выглядит следующим образом: 0,5*1,225*V^3 , где V - скорость ветра в м/сек (по данным Датской ассоциации производителей ветротурбин)

 

 

Скорость 1 3 5 9 11 18 21 23

ветра, м/с

 

Мощность 1 17 77 477 815 3572 5672 7452

ветра на м2

площади

ветрогенератора,

Вт/м2

 

Далее выщитывал площадь ротора ветрогенератора. При диаметре 4,4 метра площадь получилась 15 м^2. После умножения на табличные параметры получил примерно 400 ватт при 4 м/с.

 

таблицу брал отсюда www.avtonom.com.ua/info/narodnym_umelcam/kak_ocenit_skorost_vetra_dlya_vetrogeneratora

[s-k-y-w-a-l-k-e-r]

Хотя на сайте харьковских производителей ВЭУ по графику таки да - 200 ватт при 4м/с

Получается врет датская ассациация производителей ветротурбин.

[ValeryN]

Хотя на сайте харьковских производителей ВЭУ по графику таки да - 200 ватт при 4м/с

Получается врет датская ассациация производителей ветротурбин.

 

Не совсем она врет... Просто ветряк ведь поток воздуха не останавливает полностью... А только отбирает часть энергии. Надо умножить на КПД собственно генератора - если у трехлопастных он в пределах 0,3 - 0,45 (насколько мне известно - я не эксперт по ветроустановкам!), то у Савониуса к примеру он 0,15 - 0,2 (Ввиду того, что по сути половина Савониуса не работает). От "теоретически доступного ветра".

[ValeryN]

Про щелочные никелевые аккумуляторы я и раньше слышал много хорошего. Применяются в авиации и по сравнению с автомобильными их можно назвать неубиваемыми. Но сейчас как-то упустил из виду. Надо будет проработать вопрос. Спасибо за хорошую идею

 

Так что с щелочными ТНЖ ? Есть вариант купить эти аккумуляторы б/у за 20 т. грн против 60 т. грн (не проверял - видел объявление). (ссылка устарела)

 

Вопрос найти-бы кого-нибудь кто их реально эксплуатировал... Или на пластины посмотреть! Если за ними не трудно ухаживать и с заменами электролита / очисткой пластин от карбоната протянут 10-12 лет - схема с аккумуляторами становится существенно интереснее и проще!

 

20 аккумов - напряжение 16 .. 36 V - 20 т. грн; IRLB3034 транзисторы - 88 шт x 25 грн = 2200 грн. + баян-охладитель ; трансформатор 20 кВт 10 / 220 В - 5-6 т. грн.... плюс прочие потроха инвертора - около 3000 грн.... итого ~30 т. грн и возможность от часа до суток жить с электричеством без расходов на солярку! Эдакий инвертор мощный и немного извратный ввиду широкого диапазона на входе... КПД - 90% при макс мощности, и 99.5% при нагрузке 2 кВт.

 

Но - это все возможно только, если аккумуляторы работают по внятной стоимости. Если будет информация более детальная по аккумуляторам - прошу держать в курсе - я потенциально тоже очень заинтересован, если решение удачное получится на электрохимии... электрохимия в чем-то проще...

 

Кстааати ... есть еще Vanadium Redox аккумуляторы... (ссылка устарела)

Там - электролит в баках запасается - можно за вменяемую цену хоть недельный запас электролита разместить... Но вроде как преобразователь электролит <==> электроэнергия дорогой, по цене топливного элемента.

[Seva1964]

Поэтому буду устраивать систему электроснабжения дома на базе ветрогенератора + дизельгенератора.

---

В таком случае лучше смотреть в сторону аккумуляторов, способных принимать зарядный ток от 1 Сном и выше.