Для возобновляемого источника энергии, в частности, солнечной станции, нужен специальный аккумулятор, предназначенный для особых условий эксплуатации. Используемые для электроснабжения дома аккумуляторы днем накапливают энергию, а вечером и ночью ее расходуют. В результате аккумуляторные батареи часто разряжаются практически до нуля, не всегда успевают полностью зарядиться, причем работают в таком режиме день за днем.
Карбоновые аккумуляторные батареи – это новое поколение свинцово-кислотных аккумуляторов, сочетающих лучшие качества предыдущих конструктивных решений. В составе оборудования солнечных станций они достойно конкурируют с популярными литиевыми аккумуляторами.
Конструкция и принцип работы карбоновых аккумуляторов
За основу карбонового аккумулятора взят обычный свинцово-кислотный. Однако ряд принципиальных изменений делает его оптимальным для работы с солнечными батареями:
- Анодом остается свинцовая пластина, а катодом становится карбоновая, из углеродных композитов.
- Углерод играет роль конденсатора, ускоряющего зарядку и разрядку, в том числе с применением повышенного тока.
- Вместо жидкого электролита залит гелевый, снижающий теплопроводность и ионную проводимость, не дающий произойти терморазгону, что позволяет сделать аккумулятор необслуживаемым и безопасным.
В карбоновом аккумуляторе решена главная проблема обычных свинцово-кислотных – снижено образование сульфата свинца, затрудняющего заряд и со временем вызывающее деградацию АКБ. Суть проблемы в том, что при разряде на свинцовом катоде образуется сульфат свинца. При заряде он разлагается, но медленно. При увеличении подаваемого тока процесс не ускоряется, а образуются свободные электроны, ведущие к разложению воды в электролите и образованию пара, закипанию аккумулятора. Далее сульфат свинца кристаллизуется на электроде, усугубляя снижения скорости заряда.
Различные формы углерода способны подавлять процесс выделения сульфата свинца. После череды усовершенствований, при изготовлении аккумуляторов стали добавлять углерод в состав электродов. В результате электродный материал получается пористым, не разрушается, а процесс выделения сульфата сокращается. Кроме того, углеродное покрытие позволяет замедлить коррозию анода, не мешая протеканию электротока за счет достаточной электропроводности.
Преимущества карбоновых АКБ, важные для работы в составе солнечной станции
- большой циклический ресурс и срок эксплуатации – до 3600 циклов или 15 лет;
- отсутствие потери емкости при систематических неполных зарядах и глубоких разрядах в пределах 30-70% от емкости;
- устойчивость к заряду высокими токами;
- широкий диапазон температур эксплуатации: от -5 доя +40 градусов;
- возможность быстрого заряда в течение нескольких часов;
- герметичность делает их безопасными;
- не нуждаются в обслуживании;
- не требуют для установки отдельного помещения и организации системы вентиляции.
Цена карбоновых аккумуляторов выше, чем у аккумуляторных батарей большинства других типов, однако в пересчете на количество циклов, их энергия получается самой дешевой.
Недостатком карбоновых батарей является только ограничение по климатическим условиям: работать они могут при температуре выше -5 градусов. Однако даже этот минус при использовании в качестве источника энергии зимой в доме не страшен, если солнечную станцию используют для обеспечения поддержания положительных температур в доме при отсутствии хозяев. В таком случае карбоновые аккумуляторы работают на поддержание требуемых условий эксплуатации, не используя электроэнергию из сети централизованного электроснабжения.
Покупка карбонового аккумулятора для солнечной станции поможет сделать ее эксплуатацию безопасной и простой в течение долгих лет.
Вы используете карбоновые аккумуляторы?
Поделитесь, пожалуйста, их достоинствами и недостатками, с которыми пришлось столкнуться.
Подписывайтесь на наш канал, чтобы не пропустить новые публикации и интересные обсуждения!