Нарны эрчим хүчний системийн батерей сонгох гарын авлага
Нарны эрчим хүчний системүүд нь PLN цахилгаанаас хамаарлыг бууруулж, цахилгааны төлбөрийг бууруулж, цахилгаан тасрах үед нөөц шийдэл болж өгдөг тул түгээмэл болж байна. Гэсэн хэдий ч нарны системийн гүйцэтгэлийг зөвхөн нарны хавтан болон инвертерээр тодорхойлдоггүй - батерей нь шөнийн цагаар эсвэл үүлэрхэг өдрүүдэд ашиглах цахилгааныг хадгалдаг "эрчим хүчний банк"-ын хувьд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Зөв батерейг сонгох нь систем хэр удаан ажиллах, цахилгаан хангамж хэр тогтвортой байх, ирээдүйд засвар үйлчилгээ, солих зардал хэр их байхыг тодорхойлно. Энэхүү нийтлэлд таны хэрэгцээ, төсөвт тохирсон нарны эрчим хүчний системийн батерейг сонгох практик гарын авлага өгсөн болно.
1. Нарны систем дэх батерейны үүргийг ойлгох
Нарны системийн батерей нь өдрийн цагаар нарны хавтангаар үүсгэгдсэн цахилгаан энергийг хадгалж, дараа нь үйлдвэрлэл буурах эсвэл зогсох үед (шөнийн цагаар) түгээдэг. Цаашилбал, батерей нь хүчдэлийн тогтвортой байдлыг хадгалахад тусалдаг бөгөөд оргил ачааллын үед нөөц эрчим хүчээр хангадаг. Сүлжээнээс гадуурх системд (PLN-гүй) батерей нь заавал байх ёстой бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Эрлийз системд (нарны хавтан + PLN) батерей нь шөнийн цагаар ашиглах, оргил ачааллын үед ашиглах эсвэл цахилгаан тасарсан үед нөөцлөх зориулалттай хадгалах хэрэгсэл болдог. Үүний зэрэгцээ, зөвхөн сүлжээнд холбогдсон системд цахилгаан эрчим хүч нь сүлжээний экспорт, импортын хэлбэрээр "хадгалагдсан" тул батерейг ашиглахгүй байж магадгүй бөгөөд энэ нь боломжтой бодлого, тоолуураас хамаарна.
2. Өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэгцээ болон батерейны багтаамжийг тодорхойлох
Батерей сонгох эхний алхам бол өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэгцээгээ тооцоолох явдал юм (ватт-цаг/Втц эсвэл киловатт-цаг/кВтц-ээр). Үүнийг хийхийн тулд төхөөрөмж бүрийн хэрэглээг нэмнэ үү (ватт х өдөрт ашиглах цаг). Жишээлбэл, 6 цаг ашигласан 10Вт чийдэн = 60 Втц, 8 цаг ашигласан 40Вт сэнс = 320 Втц гэх мэт. Энэ нийлбэр нь таны өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэгцээ юм.
Хэрэгцээгээ мэдсэний дараа батерейны бие даасан байдлыг тодорхойл (батерей нарны гэрэлгүйгээр хэр удаан эрчим хүчээр хангах ёстойг). Ихэвчлэн айл өрхүүдэд 1-2 өдөр хангалттай байдаг бол алслагдсан байршилд үүнээс илүү хугацаа шаардагддаг. Батерейны багтаамжийг ойролцоогоор дараах байдлаар тооцоолно.
Батерейны багтаамж (Вт.ц) = өдөр тутмын хэрэгцээ (Вт.ц) × бие даасан байдал / системийн үр ашгийн өдрүүд
Системийн үр ашиг нь инвертер болон кабелийн алдагдлын улмаас ихэвчлэн 0,8–0,9 байдаг. Түүнчлэн, зайг хэр гүн цэнэггүй болгож болохыг харуулсан Цэнэггүйжүүлэх гүн (DoD)-г анхаарч үзээрэй. Батерейг 0% хүртэл багтаамжтайгаар цэнэггүйжүүлэх нь тохиромжгүй, учир нь энэ нь түүний ашиглалтын хугацааг богиносгодог. Хэрэв DoD 80% байвал энэ нь багтаамжийн зөвхөн 80% нь ашиглахад "аюулгүй" гэсэн үг юм. Тиймээс худалдаж авсан багтаамж нь шаардлагатай хэмжээнээс их байх ёстой.
3. Нарны эрчим хүчний батерейны төрлүүдийг ойлгох нь
Нарны системд түгээмэл хэрэглэгддэг хэд хэдэн батерейны технологи байдаг:
a) Хар тугалганы хүчлийн батерей (нойтон/үерлэсэн)
Энэ төрөл нь хямд боловч хий ялгаруулдаг тул батерейны шингэн болон агааржуулалтыг шалгах гэх мэт засвар үйлчилгээ шаарддаг. Энэ нь анхны өртөг багатай, тогтмол засвар үйлчилгээ хийхэд бэлэн хэрэглэгчдэд тохиромжтой.
Давуу талууд: харьцангуй боломжийн үнэ, олоход хялбар.
Сул талууд: ашиглалтын хугацаа богино, Батлан хамгаалах яам нь ихэвчлэн бага (ойролцоогоор 50%), хүнд, засвар үйлчилгээ шаарддаг.
б) AGM (Шингээгч шилэн дэвсгэр) зай
Энэ нь хар тугалганы хүчилтэй боловч битүүмжлэгдсэн. Батерейны шингэн нэмэх шаардлагагүй бөгөөд гоожихоос илүү аюулгүй.
Давуу талууд: хамгийн бага засвар үйлчилгээ, илүү уян хатан суурилуулалт.
Сул талууд: үерт автсанаас илүү үнэтэй, лититэй харьцуулахад ашиглалтын хугацаа хязгаарлагдмал хэвээр байна.
в) Гель батерей
Хар тугалганы хүчлийн битүүмжлэлтэй гэр бүлд хамаарах боловч тогтвортой ашиглахад тохиромжтой бөгөөд гэнэтийн өндөр гүйдэлд дургүй.
Давуу талууд: температурт тэсвэртэй, засвар үйлчилгээ багатай, мөчлөгт илүү тохиромжтой.
Сул талууд: цэнэглэгчийн тохиргоонд мэдрэмтгий, үерт автсанаас өндөр өртөгтэй.
d) Литийн батерей (LiFePO4/LFP)
Литийн технологи, ялангуяа LiFePO4 (LFP) нь урт хугацааны ашиглалтын хугацаа болон өндөр үр ашигтай тул нарны эрчим хүчний салбарт одоо дээд зэргийн сонголт болж байна. LFP нь эрчим хүч хадгалах хэрэглээнд илүү тогтвортой, аюулгүй гэдгээрээ алдартай.
Давуу талууд: өндөр мөчлөгийн ашиглалтын хугацаа (мянга мянган мөчлөг байж болно), том DoD (80–100%), өндөр үр ашигтай, хөнгөн жинтэй, хурдан цэнэглэдэг.
Сул талууд: анхны өртөг өндөр, BMS (Батерейны удирдлагын систем) шаарддаг - ихэвчлэн чанартай бүтээгдэхүүнд аль хэдийн нэгтгэгдсэн байдаг.
4. Системийн хүчдэлд анхаарлаа хандуулна уу: 12V, 24V, эсвэл 48V
Батерейны банкны хүчдэл нь инвертер болон системийн загвартай нийцэж байх ёстой. Жижиг системүүд (гэрэл, цэнэглэгч, сэнс) нь ихэвчлэн 12V ашигладаг. Дунд зэрэглэлийн гэрийн системүүд нь ихэвчлэн 24V ашигладаг. Илүү их ачаалалтай (агааржуулагч, насос, том хөргөгч) болон илүү сайн үр ашгийн хувьд 48V улам бүр түгээмэл болж байна. Өндөр хүчдэл нь ижил хүчийг бага гүйдэлтэй болгож, жижиг кабель, бага алдагдлыг зөвшөөрдөг. Гэсэн хэдий ч бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд - цэнэг хянагч, инвертер, хамгаалалт - нийцтэй байгаа эсэхийг шалгаарай.
5. Чухал үзүүлэлтүүдийг шалгана уу: DoD, Cycle Life болон C-Rate
Эдгээр гурван параметр нь батерейны гүйцэтгэл болон бат бөх чанарыг тодорхойлдог:
– DoD (Цэнэггүйжүүлэх гүн): Аюулгүй DoD өндөр байх тусам батерейны хүчин чадал илүү үр дүнтэй байдаг. Литийн LFP нь энд илүү сайн ажилладаг.
– Циклийн ашиглалтын хугацаа: Багтаамж мэдэгдэхүйц буурахаас өмнө цэнэг алдах циклийн тоо (жишээ нь 80% хүртэл). Хар тугалган хүчлийн батерей нь ихэвчлэн хэдэн зуун циклтэй байдаг бол LFP батерей нь хэдэн мянган циклтэй байж болно.
– C-Rate: Батерейг цэнэггүй болгох эсвэл цэнэглэх чадвар. Гэнэт асдаг их хэмжээний ачааллын хувьд (шахуурга, хөргөгч, хөдөлгүүр) C-Rate нь хүчдэлийн уналтаас урьдчилан сэргийлэх, батерейг хурдан гэмтээхээс урьдчилан сэргийлэхэд чухал ач холбогдолтой.
6. Өмчлөлийн нийт өртгийг тооцоолох
Батерейг зөвхөн анхны өртгөөр нь сонгох нь түгээмэл алдаа юм. Илүү нарийвчлалтай арга бол ашиглалтын хугацаанд нь нэг кВт.ц өртгийг тооцоолох явдал юм. Энгийн жишээ: ердөө 2-3 жил ажилладаг хямд батерей нь 8-12 жил ажилладаг литийн батерейгаас илүү үнэтэй байж болно. Мөн засвар үйлчилгээний зардал, эвдрэлийн эрсдэл, батерейг солих шаардлагатай үед ажиллахгүй байх хугацааг харгалзан үзээрэй. Өдөр тутмын эрчимтэй хэрэглээний хувьд лити нь анхны хөрөнгө оруулалт өндөр байгаа хэдий ч урт хугацаанд илүү хэмнэлттэй байдаг.
7. Зөв хамгаалалтын систем болон туслах бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгох
Батерей дангаараа ажилладаггүй. Дараахтай нийцтэй эсэхийг шалгаарай:
– Нарны цэнэг хянагч (PWM эсвэл MPPT). MPPT нь илүү үр ашигтай бөгөөд том системд тохиромжтой.
– Инвертер (мэдрэмтгий тоног төхөөрөмжид цэвэр синус долгионыг ашиглахыг зөвлөж байна).
– Литийн BMS: хэт цэнэглэлт, хэт цэнэг алдалт, хэт гүйдэл болон хэт температураас хамгаалдаг.
– Цахилгааны аюулгүйн төхөөрөмжүүд, тухайлбал MCB/DC таслуур, гал хамгаалагч, кабель нь стандартын шаардлагыг хангасан.
Буруу суурилуулалт нь батерейны ашиглалтын хугацааг богиносгож, бүр аюултай байж болно.
8. Байгаль орчин болон хэрэглээний хэв маягт дасан зохицох
Температур нь батерейнд мэдэгдэхүйц нөлөөлдөг. Хар тугалганы хүчлийн батерей нь хэт халуунд задарч, ашиглалтын хугацаа нь хурдан богиносдог. Литийн LFP батерейнууд нь ялангуяа маш бага температурт цэнэглэх үед температурын хязгаарлалттай байдаг. Хэрэв батерейг гадаа эсвэл халуун агуулахад байрлуулсан бол агааржуулалт, хамгаалалтыг анхаарч үзээрэй. Цаашилбал, хэрэглээний хэв маяг нь системийг өдөр бүр үндсэн эх үүсвэр болгон ашигладаг уу, эсвэл цахилгаан тасарсан үед зүгээр л нөөц болгон ашигладаг уу? Хааяа нөөцлөхөд AGM/гель батерей хангалттай байж болно. Өдөр тутмын, эрчимтэй хэрэглээнд лити илүү тохиромжтой.
9. Өргөтгөх боломж болон баталгааг авч үзэх
Нарны системүүд ихэвчлэн өргөждөг: эхлээд зөвхөн гэрэл болон жижиг цахилгаан хэрэгсэлд зориулж, дараа нь хөргөгч, насос, тэр ч байтугай агааржуулагчийг багтааж өргөжүүлж болно. Тиймээс амархан өргөтгөх боломжтой батерейг сонгоорой. Литийн тавиурын модулиуд эсвэл үйлдвэрлэгчийн дэмжлэгтэй зэрэгцээ холболттой батерейнууд нь өргөтгөлийг хөнгөвчлөх болно. Баталгаат хугацаа нь бас чухал: хугацаа, хамрах хүрээ, хэрэглээний шаардлагад (жишээлбэл, Батлан хамгаалах яамны хязгаарлалт эсвэл ажиллах температур) анхаарлаа хандуулаарай.
10. Төрөл бүрийн хэрэгцээнд зориулсан практик зөвлөмжүүд
– Жижиг байшин, хөнгөн ачаатай, хязгаарлагдмал төсөвтэй: AGM эсвэл гель хэлбэртэй, хангалттай багтаамжтай дизайнтай бөгөөд хэт гүн хоослох шаардлагагүй.
– Дунд зэргийн гэр ахуйн хэрэглээнд (шөнийн цагаар давамгайлдаг): Өндөр DoD болон урт хугацааны ашиглалтын хугацаатай литийн LiFePO4.
– Алслагдсан/сүлжээнээс гадуурх байршил: Илүү бат бөх, үр ашигтай тул литийн LFP + чанартай инвертер + MPPT.
– PLN нөөцлөлтийн эрлийз систем: Нөөцлөлтийн хэрэглээний эрчмээс хамааран чанартай литийн LFP эсвэл AGM.
Дүгнэлт
Нарны эрчим хүчний системийн батерейг сонгох нь зөвхөн "хэдэн Аа" эсвэл "хэр их багтаамж"-ыг тодорхойлохоос гадна эрчим хүчний шаардлага, бие даасан байдал, системийн хүчдэл, батерейны технологийн төрөл, ашиглалтын хугацааны өртгийг ойлгоход оршино. Хар тугалганы хүчил (үерлэсэн/AGM/гель) нь анхны өртөг багатай болон тодорхой хэрэглээнд хамааралтай хэвээр байгаа боловч лити LiFePO4 нь урт наслалт, өндөр DoD, сайн үр ашгийн ачаар улам бүр шинэ стандарт болж байна. Зөв төлөвлөлт болон зөв дэмжих бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тусламжтайгаар батерей нь танай гэр орон эсвэл бизнесийн эрчим хүчний бие даасан байдлыг хангахын тулд оновчтой, аюулгүй, эдийн засгийн хувьд ажиллах боломжтой.
Хэрэв та хүсвэл би таны төхөөрөмжийн жагсаалт (ватт болон ашиглалтын цаг) дээр үндэслэн батерейны багтаамжийн хэрэгцээг тооцоолоход тусалж, хамгийн үр ашигтай 12V/24V/48V тохиргоог санал болгож чадна.
