В этом материале постараемся теоретически решить задачу автономное отопление на солнечных батареях. Посчитать сколько энергии нам надо «закачать» в литиевые аккумуляторы. Сколько аккумуляторов нужно использовать. Ну и какие размеры и стоимость такой конструкции.
Почему литиевые аккумуляторы?
- В наших расчетах будем использовать литиевые аккумуляторы типа 18650.
- Литиевые аккумуляторы очень хорошо сохраняют заряд длительное время. Для нашей задачи это важнейший фактор.
- Из минусов — есть некоторые существенные требования по их правильной эксплуатации, не выполнение которых может привести даже к самовозгоранию. Об этом подробнее напишем ниже.
- Малый вес и габариты на единицу емкости. Так аккумулятор 12В емкостью 50Ah будет иметь размеры 110х170х70 и вес около 2,5кг. Для сравнения автомобильный на 52Ah — 175х207х190 весом 13кг.
Возможно для наших целей накопления и сохранения энергии существуют и более подходящие варианты. Типа суперконденсаторов либо проточных аккумуляторов — напишите пожалуйста если знаете вариант лучше, желательно с ценами и ссылками где купить.
Литиевые аккумуляторы 18650 будем использовать такие. В них лично я уверен. Покупал, испытывал. Они соответствуют заявленной мощности 3400 mAh. И хорошо себя показывают в различных устройствах с током потребления до 5А на один аккумулятор.
О зарядке литиевых аккумуляторов на прямую от солнечной панели можете прочитать здесь — зарядка 18650 от солнечной батареи
Сколько энергии съест наше автономное отопление на солнечных батареях.
Возьмем средний частный дом площадью 60м² Обязательно хорошо утепленный. И предположим что для его обогрева на протяжении трех холодных месяцев понадобится 3000 Wt круглосуточно. А на протяжении еще трех не очень холодных месяцев 2000 Wt круглосуточно. Итого, в среднем нам понадобится 2500 Wt на протяжении 6 месяцев.
Считаем. 2,5 kWt * 24 часа * 30 дней * 6 месяцев = 10 800 KWt*h. На автономное отопление в холодное время года в нашем теоретическом домике уйдет почти 11000 киловатт*часов энергии.
Литий-ионный аккумулятор на десять миллионов ватт-часов.
Что же. Давайте в теории создадим из элементов 18650 аккумулятор, общей емкостью 10 800 kWt*h (10 800 000 Wt*h )
Напряжение. Поскольку формируя различные варианты сборки 18650 мы можем выбрать любое напряжение, давайте выберем безопасное для человека. Если соединить последовательно 15шт литиевых аккумуляторов то получим 15*3,7 = 55,5В.
Емкость Теперь давайте посчитаем количество таких сборок, чтобы набрать нужные 10 800 kWt*h. 10 800 000 / 55,5 = 195 000 Ah — емкость нашего мега аккумулятора в ампер-часах. Поскольку одна «ячейка» из 15-ти последовательных Li-ion аккумуляторов имеет емкость 3,4 Ah, то нам нужно получить 195 000 / 3,4 = 5700 параллельно соединенных таких ячеек.
Габариты и масса аккумулятора
Размер одного литиевого элемента 18560 зашифрован в его названии. 18 мм в диаметре. 65 мм высота.
У нас 15 последовательных элементов в одной ячейке, их общая высота 975 мм. Плюс разные монтажные отступы. Получим приблизительно 1 метр.
Таких ячеек необходимо 5700. Это 75х76 ячеек. Значит общий размер аккумулятора это бокс размером 1 х 1,5 х 1,6 метра.
Срок службы аккумулятора. Емкость 3,4 Ah получится при полном разряде аккумулятора с 4,2 до 2,8В. А если мы хотим продлить срок службы аккумулятора то разряжать мы его будем не менее чем до 3,3В. В таком случае расчетная емкость одной ячейки упадет приблизительно до 2,5 Ah. Но, поскольку в расчете солнечных панелей мы будем учитывать только шесть теплых месяцев. До давайте будем полагать что энергия генерируемая солнечными панелями в холодные шесть месяцев уйдет на компенсацию саморазряда. И на компенсацию вынужденного уменьшения ёмкости. То есть оставим принятые ранее 3,4 Ah.
Время службы литиевых аккумуляторов принято измерять в количествах циклов заряд-разряд. При глубине разряда в 100% это примерно 500 циклов.
В нашем случае, один цикл заряд-разряд по длительности будет равен одному году. Значит в теории аккумулятор будет способен отработать до 500 лет.
Думаю это вряд-ли возможно в виду ряда химических, коррозионных и прочих моментов. Но углубляться в дебри не будем. Нам достаточно принять что эта сборка проработает более 50 лет.
Цена аккумулятора 171 000 $
5700 ячеек умножаем на 15 элементов в одной, получаем 85 500 литий ионных аккумуляторов типа 18650 необходимо для изготовления аккумуляторной батареи для автономного отопления на солнечных батареях. Ее энергии хватит на круглый год.
Заходим на AliExpress и видим цену за 1 шт 2$ Ссылка здесь Думаю, узнав про объемы, продавец легко сможет снизить цену. Но давайте остановимся на 2$. Получаем 171 000 $
Цена и параметры солнечной электростанции Автономное отопление на солнечных батареях
Для моего региона (Киев), принято условно считать, что солнце «работает» в сутки по 3 часа. Это среднее значение за год. Мощность солнечного излучения при этом берется 1000 Вт/м². При КПД солнечной батареи 19% …
…
Эндоскоп с Aliexpress. Обзор, примеры фото и видео.
Эндоскоп представляет из себя шнур диаметром 5мм , на конце которого размещена видеокамера со светодиодной п…
Как летнюю жару превратить в тепло зимой. Автономное отопление на солнечных батареях.
В этом материале постараемся теоретически решить задачу автономное отопление на солнечных батареях. Посчит…
Трехфазный регулятор мощности на тиристорах
Данный трехфазный регулятор мощности был разработан для управления током нагревателя в вакуумной печи 150…
Садовый пруд на солнечных батареях. Биоплато, экопруд.
Чтобы очистить садовый пруд нужно организовать биоплато. Чем больше солнца тем больший объем воды солнечные …
Можно ли заряжать литиевые аккумуляторы напрямую от солнечных батарей
Возможно ли использовать солнечную панель как зарядное для литиевых аккумуляторов li ion типа 18650. Мы решили…
Aiek M-5 телефон-кредитка. Обзор
Aiek M5 из магазина AliExpress. Начну с главного. Телефончик действительно хорош, вызывает много положительных эмоци…
Комментариев: 2 на “Как летнюю жару превратить в тепло зимой. Автономное отопление на солнечных батареях.”