szigetüzem: akkumulátorok

Fórumok

Tegyük fel, hogy van egy rakat napelemem és bizonyos okokból nem a hálózatba visszatáplálást választom (pl. mert nincs is közelben elektromos hálózat), hanem akkumulátorokat töltök vele, az akksik kimenetét pedig 12/24V-os inverterre kötöm és azzal világítok. Vagy ha rendes invertert veszek és elég sok az akksi, akkor villanymotorokat is hajtok, amíg van szufla. Ha lemerültek az akkumulátorok, akkor ülök a sötétben.

Felvetődik néhány kérdés:

-1) hely van, ebben az esetben érdemesebb-e az alacsonyabb energiasűrűségű, olcsóbb (?) szolár, vagy sima autóba való ólomakkumulátorokat választani?

-1.1) jól gondolom, hogy egy elhasznált ólomakkumulátor biztonságos leadása (MÉH) és a reciklálásának technológiája kiforrottabb, mint pl. egy Li-ionosé?

-1.2) érdemes megvenni a szolárakksikat az autós akksik helyett? Állítólag a szolárakksiknak vastagabbak az ólomlemezei, tartósabbak, de persze drágábbak is;

-1.3) milyen alacsony feszültségnél érdemes az ólomakksiról levenni a terhelést (nem meríteni tovább), illetve mekkora kapcsolfeszültségig érdemes tölteni, ha az élettartama fontos? Én valahova 11.0/13.4V értékekre gondolok...

-1.4) ha már az összes akksi fel van töltve, de a napelemekből még jön az energia, elég, ha a napelemeket simán csak üresjárásba kapcsolom?

-2) hova érdemes elhelyezni az akkumulátorokat?

-2.1) Pl. egy földszintes családi ház padlásterébe? Ott véleményem szerint téli időben már elég hűvös van, aminek nem örülnek az akksik. Ott van továbbá a tűzveszélytől való félelem. Ki tudnak az ólom-savas akksik gyulladni? (nemigen hallottam még ilyenről, ellenben a lítiumossal);

-2.2) Nem érdemesebb inkább az akksikat lepakolni egy pincébe, ahol télen sincs hidegebb 2-5 foknál? Bírják a hagyományos pincék nyirkos levegőjét?

-2.3) Vagy mindenképpen a lakótérbe érdemes tenni őket az ott található kiegyenlítettebb hőmérsékleti viszonyok miatt?

-3) állítólag érdemes az akksikat kettesével sorba kapcsolni, hogy 24V névleges feszültségen menjenek, így vékonyabb vezetékezés is elég és talán egyszerűbb a nagyteljesítményű napelem panelok teljes teljesítményét elraktározni. Ehhez viszont szükséges, hogy a párba kapcsolt akkumulátorok ki legyenek egyenlítve. Erre láttam pl. ilyen töltéskiegyenlítőt (http://panelectron-shop.hu/Akku-tolteskiegyenlito-24V-ra-sorbakotott-akkuhoz), kérdés, mennyire tartós, tudja-e, amit ígér... próbálta már valaki?

 

Érdekesnek találom a szigetüzem témát, kíváncsi vagyok, mit gondoltok a fentiekről. A hitvitákat ("miért nem akarsz/tudsz hálózatra visszatáplálni?", "így sem vagy környezettudatos" stb.) légyszi hagyjuk ;)

Hozzászólások

Szerkesztve: 2020. 01. 23., cs - 20:07

Az "autós" akkumulátor az indítóakkumulátor, nem munkaakkumulátor. (Előbbi egy rövid idejű, nagy terhelésre van kitalálva, utóbbi pedig hosszabb idejű, közel konstans terhelésre.)

Ha olcsó megoldás kell, akkor pl. szünetmenteshez való ólmos akkukat használhatsz, ha pedig sok pénzed van, akkor lítiumosakat.

Az újrahasznosítás mindkét akkutípusnál megoldott, de nem feltétlenül ugyanannál a hulladékkezelőnél.

Ha az akkuk teljesen feltöltődtek, akkor a töltésvezérlő elektronika válassza le őket a napelemekről / legyen benne "csepptöltés" üzemmód.

Én láttam már szünetmentes akkut elpukkanni, csúf dolog - én elzárt, temperált helyen tartanám, ahol nincs a közelben éghető anyag. Ha a pince nem beázás-veszélyes, akkor talán ott.

-1) Igen, de az autó akkumulátorok rosszabbul viselik el a teljes töltés-kisütési ciklusokat. Inkább ciklikus vagy munkaakumlátorokat nézzél.

-1.1) Igen.

-1.2) Terheléstől, a töltés kisütés mértékétől függ. A szolárakksi nagyobb töltés-kisütési ciklust visel el. Viszont az autóakksi nem veszi zokon a hirtelen több 100A-es rúgásokat.

-1.3) Akkumulátor típusa válogatja, érdemes erről az adatlappal konzultálni. Ökölszabály, hogy a 12V-os ólomakksinak 10.5V a megengedett legkisebb kapocsfeszültsége és 14.4V a legmagasabb töltési feszültsége, C/10 töltőáramnál. Kisütésnél, minden 0.5V-al nagyobb lekapcsolási feszültség 30%-al növeli a töltés kisütési ciklusszámot. Tehát 12V-os lekapcsolási feszültségnél kb. kétszeresére nő a ciklusszám.

-1.4) Igen. De ha lakóépületen van akkor lehet más megoldással is leterhelni a panelokat. Pl. mehet a villany többetétes bojlerbe, rásegíthet a fűtésre, fagymentesíthet.

-2) Száraz, jól szellőző, állandó hőmérsékletű helyen. Az ólom akkumulátorokból hidrogén és savgőz szabadulhat ki üzem közben. Az előbbi robbanásveszélyes, az utóbbi mindent megmar a környezetében.

-2.1) Padlástérben csak úgy szabad elhelyezni, hogyha megoldható az akkumulátorok tűzbiztonságilag megfelelő elhelyezése, szellőztetése és könnyű hozzáférhetősége. Az alacsonyabb hőmérséklet legfeljebb 10-20%-ban csökkenti a kapacitás értéket.

-2.2) De, érdemesebb, de itt is be kell tartani a tűzbiztonsági és szellőztetésre vonatkozó szabályokat.

-2.3) Lakótérben csakis zárt akkukat szabad elhelyezni.

-3) Akkuk sorbakapcsolásával több száz voltig el lehet menni. Azonos teljesítménynél ez arányosan kisebb vezetékkeresztmetszet kell hozzá. Az alacsonyabb kisütőáram miatt az akkuk élettartama is nagyobb lesz. Viszont több akkumulátor összekapcsolásakor söntszabályozót kell beiktatni és akkumulátoronként figyelni kell a kapocsfeszültséget nemcsak töltésnél, de kisütésnél is. Az akkuk kapacitása idővel nem azonos módon változik és még azonos szériájú, azonosan terhelt akksik között is 10-30% kapacitás eltérés jelentkezhet az idők során.
A linkelt berendezést óvatosan kezelném, mert ha a lerajzolt, párhuzamosan kötött 4 akkus elrendezés szintű a tervezése, akkor nem tenném rá az életem.

"Maradt még 2 kB-om. Teszek bele egy TCP-IP stacket és egy bootlogót. "

Hasznos volt!

1.3) A kikapcsolási feszültség megemelése erősen megfontolandó.

1.4) Még átgondolom, mire lehetne használni, de nem nagyon látom még, hogy a bojleren kívül mi másra...

2) Igen, gondoltam az ólomakksik kipárolgására. Szívem szerint a pincébe tenném, és azt egy ventilátorral folyamatosan szellőztetném. A pince nem a lakóház alatt van, hanem az udvarban egy külön "objektum", és van (lesz...) rajta egy kis faház is. Felmerül viszont a kérdés, hogy az invertert hova tegyem? A pincébe az akksi mellé? Vagy a garázsba? A pincébe tenném, így kevesebb vastag vezeték kell az alacsonyfeszültségű résznek...;

2.1) A padlásteret elvetem, mint ötletet;

2.3) Az ólomakkumulátor nyíltnak számít (hiszen le tudom csavarni a cellákról a kupakot)...?

3) Az egyszerűség miatt maradnék inkább a 12, legfeljebb 24V-nál;

A linkelt berendezés helyett tudsz ajánlani olyat, ami a feladatra alkalmasabb és megbízhatónak tartod? (A Panelectronról vásároltam már korábban akku-aktivátort, és nem vagyok biztos benne, hogy tudta, amit ígért)

Elrendezés tekintetében törekedjél a minél rövidebb egyenfeszültségű kábelezésre. Emiatt az invertert érdemesebb minél közelebb elhelyezni az akkukhoz és a AC-t elvinni hosszú kábelen a fogyasztókhoz.
A kábelezésnél használhatod a 6A/mm^2 ökölszabályt.

Ajánlani nem tudok jó töltéskontrollert, nem foglalkozom ilyen rendszerek építésével, telepítésével. A saját rendszereimhez magam szoktam tákolni balancert.

"Maradt még 2 kB-om. Teszek bele egy TCP-IP stacket és egy bootlogót. "

Elrendezés tekintetében törekedjél a minél rövidebb egyenfeszültségű kábelezésre. Emiatt az invertert érdemesebb minél közelebb elhelyezni az akkukhoz és a AC-t elvinni hosszú kábelen a fogyasztókhoz.

Igen, én is így gondoltam.

Van már kalkulációd arról, hogy mekkora teljesítményre van szükséged és azt milyen és hány darab akkumulátorral tudod megoldani? Speciális akkumulátorokkal nincs tapasztalatom de a gépjármű akkumulátorok 6-7 évnél tovább nem nagyon bírják. Tehát ezeket viszonylag gyakran kell cserélni és így a teljes rendszer üzemeltetési költsége magas lehet.

Azt elfelejtettem írni a témaindítóba, hogy ez egy "hobbi project", így elsősorban nem az a lényeg, hogy hosszútávon nyereséges legyen az egész. Egyéb szempontok inkább játszanak, de persze az sem baj, ha tíz évre vetítve nem túl nagy a "veszteség". A költségeken nyilván optimalizálni akarok, mi sem a fáról szedjük a húszezreseket... ;) Most még csak a gondolkozási fázisban vagyok, lehet, hogy nem lesz az egészből semmi.

Elsősorban LED világítást, 1-2 asztali számítógépet, 1-2 laptopot, 1-2 kisfogyasztású NAS-t akarok üzemeltetni az így megtermelt energiáról. Villanymotorokat nem, ahhoz rendes szinuszos inverter kéne és a villanymotorok indításkori nagy energiaigénye miatt az inverter és az akkuk kapacitását is bőven túl kéne méretezni --> extra költség. (Bár mondjuk jó lenne, ha napsütésben a napelem hajtaná a légkondit...) Ezek alapján olyan 2kW csúcsot saccolok, 1kW állandóval meg ha megy mondjuk 12-16 órát, az jó. Igazából ezeken még annyit nem gondolkoztam, inkább a megvalósíthatóságon, hogy hány akksit vegyek, az most nem annyira érdekes... viszont, hogy hova tegyem, meg hogy hol lesznek a napelemek, az nagyon is.

Ha ekkora rendszerben gondolkodsz, akkor alapban 3-6kW napelemre lesz szükséged és 6-10kWh akkukapacitásra. Ekkora rendszernél, azért érdemes egy kicsit gondolkodni, mert nem csak behúzok két vezetéket szintű dolog.

"Maradt még 2 kB-om. Teszek bele egy TCP-IP stacket és egy bootlogót. "

Lehet kalkulátorozni, de túl sok értelme nincsen, mert birkaveséből is jobban lehet jósolni, mint kalkulátorból. A napelemek leadott teljesítménye függ a panelok tájolásától, nap beesési szögétől, a környező épületektől, fától bokortól, felhasználás fajtájától. A beérkező napfény mennyisége napszaktól, évszaktól függően ciklikusan változik, erre rájön az időjárás okozta változás.

Szigetüzemnél, ha nincs más megtáplálási lehetőség és kritikus a folyamatos 24 órás üzem, akkor a legrövidebb megvilágítási időszakot kell figyelembe venni. Ez lesz az a minimum ami alatt a napelemeknek képesnek kell lennie ellátni a fogyasztók energiaigényét és feltölteni a nap hátralévő idejének áthidalására szolgáló akkukapacitást. Pl. Mifelénk december 20.-a környéke a legsötétebb, ekkor a teljes világos időszak kb. 8.5 óra. Tehát az akksiknak képesnek kell áthidalnia 13.5 órát. 1kW teljesítménynél ez összesen 13.5kWh akkukapacitást jelent.
Napelemes oldalon ez azt jelenti, hogy ideális esetben (a nap egyik pillanatról a másikra jön fel és teljes időszakban a panelok névleges teljesítményleadásához szükséges fényt ad le) 24kWh-t kell 8.5 óra alatt megtermelni, ami azt jelenti, hogy 2,82kW-nyi napelemet kellene telepíteni.
Csakhogy, itt jönnek be a külső tényezők. A nap beesési szöge folyamatosan változik, ahogy az időjárás is. Hogy adott telepítésnél mekkora teljesítmény jön le, azt egy darab napelempanel letelepítésével és monitorozásával lehet megmérni. Egy biztos, kanyarban sem lesz a panelra rávésett értékkel. 
A tapasztalat azt mutatja, hogy ideális telepítésnél, adott átlagteljesítményhez minimum 3x-os panelmennyiség kell.
A töltéskontroller kiválasztásánál a névleges napelem teljesítmény fölé érdemes lőni egy 10-20%-al, ez plusz 4-5 évet tud hozzáadni a kontroller élettartamához.
Az inverter méretezése viszonylag egyszerű, mert a méretét a hálózat csúcsteljesítmény igénye fogja meghatározni. Ha az átlagteljesítmény és a csúcsteljesítmény között az ingadozás 30%-nál kisebb, akkor érdemes a méretezésben 10-20%-ot rátenni.
Egy kérdés még, hogy mekkora a költségkereted. Mert egy ilyen rendszernél, könnyen a cillagos ég lehet a határ.
 

"Maradt még 2 kB-om. Teszek bele egy TCP-IP stacket és egy bootlogót. "

Vegyük példának a 13.5kWh akkukapacitás kiépítését.

1) Adott mondjuk a ZAP Energy Plus 12V 80 AH munkaakkumulátor. Ha jól értem, akkor ez névlegesen képes egy órán keresztül 80A-t kitolni magából kb. 12V-os kapocsfeszültségen, tehát kb. 0.96kWh energiát tud tárolni (újonnan...). A 13.5kWh-hoz akkor ebből kéne kb. 14db. Jól számoltam?

2) Ha ezt az akksit így használom rendszeresen, azaz 12V-on 80A-t veszek ki belőle, akkor hamar tönkremegy, igaz?

3) Ha azt akarom, hogy sokáig éljen az akksi, mennyit érdemes kivenni belőle? Max 8-10A-t? (/10?)

4) Ha van 14db ilyen akksim és 1kW teljesítményt veszek ki belőlük _összesen_, akkor az egy akkumulátorra eső áram kb. 6A, amit viszont elképzelésem szerint bírhat, vagy tévedek?

Sehogy. Az egész átvált akkor a külső 230V-os hálózatra és kész. Ld. pl. static transfer switch, automatic transfer switch stb.

Ez csak félig játék, hobbi, nem erre akarom átállítani a teljes energiafogyasztást. Továbbá most még csak ötletelek, hogy érdemes-e vacakolni vele egyáltalán.

Nah, mégegyszer, mert az előző választ megette a böngészőm.

1) A kisütési feszülség görbe integráljának a kisütőárammal adott szorzata adja az akku által leadott energiamennyiséget. Ez erősen akkufüggő. A közelítésed, egy 10-20%-os szóráson belül jó, viszont vedd figyelembe, hogy az inverterednek is lesznek veszteségei.

2) Akkumulátora válogatja. A a nagyáramú, ciklikus, munka akkumulátorok képesek ezt elviselni, de árban ezek jóval drágábbak a sima akkuknál.

3) Igen. Minél kisebb a terhelőáramod annál nagyobb cikluszszámot bír ki az akkumulátorod. A optimális pont valahol C/15 és C/20 között van, az alatt már nagyon nincs értelme a dolognak.

4) Nagyjából igen. De ekkora akkumennyiségnél az élettartamot erősen befolyásolja már a töltéskontroller is. Ha nincs időben elkapva valamelyik gyengécskébb akku, az könnyen a többi, jó akksinak a végét is jelenti.

"Maradt még 2 kB-om. Teszek bele egy TCP-IP stacket és egy bootlogót. "

El sem kezdem. De lesz baj. Sok.

Felsorolasbol lathato, hogy a temakban ismereteid alulrol korrelalnak a nullahoz.

Legyen jo lakas/otthon biztositasod.

http://karikasostor.hu - Az autentikus zajforrás.

ipari szintű villamos energia tárolás NEM MEGOLDOTT, pillanatnyilag a LEHETETLEN kategoria. engedd el. ezért kell alaperőmű ami atom...

Aki másnak vermet ás, az stack pointer.