Осень приносит с собой заморозки по ночам. Литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4), используемые в системах хранения энергии от солнечных панелей, плохо переносят такие температуры, поэтому необходимо принимать меры предосторожности.

Содержание.

С наступлением осени, когда первые ночи приносят заморозки и температуры около точки замерзания, для фотоэлектрических накопителей, установленных на открытом воздухе, начинается сложный период. Обычно в них используются литий-железо-фосфатные (LiFePO4) элементы. Они плохо переносят температуры ниже 0 °C: разрядка возможна, но зарядка приводит к осаждению металлического лития на аноде, что снижает емкость или может серьезно повредить элементы.

Современные системы управления батареями также измеряют температуру отдельных ячеек. Они предотвращают зарядку аккумуляторов, если их температура опускается ниже точки замерзания. Чтобы снизить риск повреждения аккумуляторных батарей для солнечных электростанций, владельцы могут предпринять некоторые меры, которые помогут продлить срок службы этих устройств.

Оптимальное решение.

Самый простой способ – это снимать аккумуляторы на зиму. С ноября по февраль в любом случае не накапливается значительное количество энергии, которое можно было бы эффективно использовать с помощью системы хранения (батарей). Продолжительность светового дня сокращается до восьми часов, а солнце находится так низко, что солнечные панели просто собирают меньше света. Там, где установка летом может генерировать более 100 кВтч, в месяцы с ноября по февраль, даже при благоприятных условиях, она может вырабатывать лишь около четверти этого количества.

Аккумулятор следует зарядить до уровня от 50 до 70 процентов перед демонтажом, хотя некоторые производители рекомендуют другие значения. После этого систему хранения энергии необходимо выключить и отключить. Она может перезимовать в теплом подвале или хозяйственной комнате. Солнечные панели подключаются непосредственно к внешнему инвертору, который затем просто подает электроэнергию в домашнюю сеть, а панели ее собирают. Те, кто интегрировал инвертор в систему хранения энергии, в это время отказываются от небольшого количества киловатт-часов электроэнергии.

В некоторых случаях невозможно уменьшить количество аккумуляторов, например, если они расположены в труднодоступном месте или находятся слишком далеко от солнечных панелей. Тем не менее, существует другой способ подготовить аккумуляторы к зимнему периоду, чтобы избежать этой работы.

Подготовка солнечных батарей к зимнему периоду.

Для таких ситуаций необходимо значительно снизить параметр "глубина разряда" (DoD). Часто используется и противоположный показатель – "степень заряда" (SoC). В холодное время года уровень заряда батареи не должен опускаться ниже 50 процентов от ее емкости. Некоторые производители рекомендуют вообще не разряжать аккумулятор более чем до 70 процентов (SoC). Это необходимо для того, чтобы избежать глубокой разрядки элементов системы, особенно в тех случаях, когда на протяжении нескольких недель наблюдаются заморозки без повышения температуры выше точки замерзания. В Германии это случается редко, но если такое все же произойдет, дорогостоящий аккумулятор не должен быть поврежден.

Обычно системы управления батареями для солнечных аккумуляторов имеют режим глубокого сна, в котором система практически полностью отключается и периодически собирает информацию о состоянии, передавая ее в облако. Постоянный режим ожидания с потреблением энергии 5 ватт или даже больше не должен существовать у производителей, использующих актуальное программное обеспечение.

Небольшая поделка.

Таким образом, память становится немного более защищенной. Однако, в этом случае она может охлаждаться дольше, используя температуру окружающей среды, и попадает в диапазон температур, при которых зарядка аккумуляторов не рекомендуется. Например, новая прошивка для недорогой и широко распространенной модели памяти Marstek-B2500-D может в таких случаях предотвратить зарядку элементов питания и переключить устройство в режим обхода (bypass). В этом случае электроэнергия от солнечных панелей практически напрямую поступает в инвертор.

Для обеспечения немного большей защиты, накопитель можно изолировать и отделить от окружающей среды. Для этого можно просто поместить накопитель в коробку из пенопласта и тщательно ее загерметизировать. Подобные коробки можно приобрести по относительно доступной цене у компаний, занимающихся доставкой медицинских изделий, на известных торговых платформах. Возможно, что-то подобное уже есть у вас дома, например, в подвале или на чердаке. В некоторых случаях может быть полезно посетить строительный магазин, где продаются термовкладыши из пенопласта (EPS, EPP) или других пластиков для евроконтейнеров. Однако перед покупкой рекомендуется обязательно проверить размеры складных элементов, чтобы убедиться, что коробки имеют подходящие габариты.

Для подключения электрических кабелей необходимо вырезать прорезь в корпусе. После установки накопительного бака в корпус, вырезанный кусок можно использовать для закрытия большей части отверстия. Если оставить небольшую щель, это позволит обеспечить небольшой воздухообмен, что должно предотвратить образование конденсата.

Крышку ящика следует надежно приклеить, чтобы предотвратить попадание дождевой или талой воды внутрь. Даже если аккумуляторы солнечных батарей имеют сертификацию IP, они плохо переносят длительное нахождение в воде. Чтобы еще больше замедлить процесс охлаждения, рекомендуется также отделить защищенные пенопластом накопители от земли, например, подложив под них деревянные бруски.

В нашем эксперименте даже простая изоляция такого типа уже заметно улучшает результаты. В первые замороженные ночи температура аккумуляторов снизилась до минимальных 5 °C. Это такие температуры, при которых ячейки можно даже заряжать. Кроме того, во время зарядки и обхода системы она действует как небольшой обогреватель, поскольку имеет определенные потери энергии в процессе преобразования. Аккумулятор остается работоспособным более длительное время осенью и зимой.

Для защиты инвестиций в системы хранения энергии от солнечных батарей, рекомендуется выполнять такие работы по обслуживанию и ремонту, поскольку они продлевают срок службы этих систем.

Первоисточник — Heise

Автор оригинала — Dirk Knop