Добавить статью Мои мысли об автономных системах электроснабжения (продолжение)

Пришло время вернуться к теме автономного электроснабжения. К этому меня сподвигает накопившийся понемногу опыт. И мой собственный скромный и гораздо более серьёзный и практический моих соседей-майчан.
Напомню, что о начале моих размышлений на эту тему можно почитать здесь - http://bytdobru.info/statya/5055-moi-mysli-ob-avtonomnyh-sistemah-elektrosnabzheniya и перехожу к новостям.

Сперва о грустном. Выяснилось, что срок эксплуатации гелевых свинцовых аккумуляторов в режиме глубокого разряда действительно составляет год-два или в других единицах около 200 циклов заряда/разряда. 
Выяснили это как раз соседи. Их мощная система из 600 Вт солнечных панелей, навороченного контроллера/инвертора на 3 кВт, двух аккумуляторов Delta по 150 Ач каждый и резервного бензогенератора перестала накапливать энергию, спустя менее чем полтора года от начала работы. Причём речь идёт именно о том, что аккумуляторы катастрофически потеряли ёмкость. Если в прошлом году они легко позволяли почти час пользоваться цепной электропилой, то теперь простой электролобзик опустошает их в считанные минуты... Грустно весьма это...
На сколько я понимаю, первые признаки проблем появились в начале весны, но из-за того, что световой день становился всё длиннее и потребности в длительном использовании мощного инструмента этим летом как-то не возникало, проявились они в полную силу именно осенью, когда солнечного света опять стало мало и появилась нужда в запасе электроэнергии по вечерам и в пасмурные дни.
Мы так и не пришли к выводу, что конкретно стало причиной такой сильной деградации аккумуляторов, но с сожалением вынуждены признать правоту тех, кто сообщает о том, что свинцовые аккумуляторы являются расходным материалом при таком использовании, как это происходит в автономных электросистемах. Что кстати хорошо согласуется с данными самих производителей АКБ.
Мы конечно попробуем провести работы по восстановлению ёмкости аккумуляторов, но уже ясно, что даже при положительных результатах, свинцовые батареи очень затратный вариант для автономной энергетики.

Зато теперь подошло время перейти к хорошей новости. LiFePO4 (литийжелезофосфатные) аккумуляторы подешевели и стали доступны на рынке. Конечно они всё равно по первоначальным затратам не менее чем в два с половиной раза дороже чем свинцовые, зато по долговечности обгоняют их минимум в десять раз! Что подтверждается на практике владельцами всяческих электробайков. 
Ко всему прочему, LiFePO4 обладают ещё несколькими весьма критичными в эксплуатации свойствами: 
- возможностью отдать сто процентов запасённой энергии без деградации (в то время как если у свинцовых забирать больше половины, то они очень быстро теряют ёмкость),
- нечувствительность к недозаряду/недоразряду,
- высокий зарядный ток, что позволяет экономить время работы бензогенератора в малосолнечные периоды.
Есть у них конечно и другие недостатки, кроме цены, но на мой взгляд, они успешно преодолеваются правильным выбором комплектующих системы. И здесь у нас опять хорошая новость - появились недорогие контроллеры заряда LiFePO4 от солнечных батарей.

Самое время перейти к практической части. Хотя я в этом сезоне продолжаю жить в деревне и вопрос автономного энергоснабжения остро не стоит, но я решил, что хорошо будет заранее собрать и проверить собственную систему. 
Ещё до того, как я узнал о проблемах с аккумуляторами у моих соседей, я решил, что нужно ориентироваться на LiFePO4 и проверить их на практике. Чтобы не вкладывать большие средства, параметры системы решил ограничить минимально приемлемыми. Вот, чего я на данный момент достиг в реализации идеи:
- куплен (но не собран) комплект солнечных элементов для самостоятельного изготовления солнечной панели на 12В 140Вт,
- куплена АКБ LiFePO4 на 12В 20Ач со встроенными балансирами (BMS),
- куплен контроллер на 12В 30А для заряда от солнечных батарей, поддерживающий LiFePO4 аккумуляторы.

За всё это уплачено около двенадцати тысяч рублей. Солнечные элементы и АКБ (безымянные) куплены в Москве с доставкой по почте, а контроллер Wincong SL-03 в Китае, также с почтовой пересылкой.
Аккумулятор и контроллер пришли совсем недавно и всё, что я успел сделать с ними, это включить вместе и проверить, что они просто функционируют.
Следующим этапом видимо станет проверка возможности заряда АКБ через контроллер от сетевого источника напряжения. Ведь рабочей солнечной панелью я так и не обзавёлся пока. К тому же, всё равно в это время рассчитывать на эффективный заряд от солнечных панелей не приходится. И день уже короток и погода в основном пасмурная. Так что эксперимент в любом случае полезный.

Расскажу теперь о том, как я выбирал элементы системы.
Солнечную панель я решил изготовить самостоятельно только из соображений экономии денег. На момент покупки (май 2015) набор элементов стоил немного менее четырёх тысяч рублей при заказе в Китае. Готовая батарея стоила примерно в два раза дороже. К тому же мне попалось на глаза предложение о продаже такого набора в московском интернет-магазине за четыре тысячи. Я подумал-подумал и решил, что лучше переплачу чуток, зато получу элементы у себя на почте через неделю, чем ждать месяц из Китая такие же или ехать в Москву да платить в два раза больше за готовую батарею.
Должен признаться, что трудоёмкость сборки и необходимость покупки материалов для хоть какого-то корпуса я не учёл. Что и привело в итоге к тому, что стопка солнечных элементов с напаянными дорожками до сих пор ждёт своего часа на полке, а куда их крепить, я так и не продумал окончательно. Так что не могу такой путь рекомендовать. Очень уж странная выходит экономия...

Аккумулятор оказалось найти тяжелее всего. Я искал сперва готовые батареи на 12В. Но выбор их оказался скуден, цена высокой, а качество в основном сомнительным. Зато был широкий выбор отдельных элементов разной ёмкости. Однако, для сборки из них батареи необходимо использовать балансировочные модули, что ещё осложнило выбор. 
Хочу отметить, что я не гнался за большой ёмкостью, а то возможно, что хорошим вариантом стала бы покупка отечественных элементов Лиотех на 200 Ач. Но это уже выходило за рамки моих задач и бюджета.
Тем временем я штудировал форумы и сайты, пока не наткнулся на сайт "Доступный литий", где обещали собрать батарею из любых доступных литиевых элементов. К счастью, в их списке оказались LiFePO4 нужной мне ёмкости. Мы достаточно быстро договорились и мне на заказ изготовили батарею со встроенными BMS по весьма хорошей цене. Правда, насколько я понял, они не делают батареи большой ёмкости, но тогда имело бы смысл рассмотреть вариант с Лиотехом. Тем более, что есть наши производители батарей, работающие с их элементами.

Проще всего оказалось с выбором контроллера. Поиск на алиэкспрессе быстро выдал мне пару вариантов фирмы Wincong. Я выбрал тот, что с более удобным индикатором. Правда должен отметить, что так и не нашёл точного описания этого контролера и сперва был уверен что он MPPT, а не PWM. Но, судя по всему, это оказалось заблуждением. Немного обидно, зато цена скрашивает разочарование.

Ну и напоследок расскажу о наших совместных с соседями изысканиях на рынке литиевых АКБ для автономного электроснабжения.
Оказалось, что есть как минимум несколько отечественных производителей готовых батарей. Причём даже таких новых экзотических, как литий-титанатовые, которые имеют фантастические характеристики, но и запредельную цену. Качественные литий-железо-фосфатные конечно остаются недешёвыми, но с наличием больших проблем нет.
Ко всему прочему, выяснилось, что на сайте alibaba есть интересные предложения готовых батарей на разные ёмкости. Но лично меня смущают возможные проблемы с доставкой такого товара из Китая в Россию.

 

 

 Константин из Майского, 4 ноября 2015 г., http://vk.com/wall-71981872_120