АКБ для резервного и автономного питания. Выбор, нюансы, теория и практика

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Можно поверить в сколько-то дней функционирования лифера. Но вот когда практика станет повсевечной или хотя бы повседесятилетней - тогда тратить на это свое бабло имхо будет более надежно.

 

Да какая практика. Сколько лет самому старому лиферу?

 

Конечно! Кто же сие отрицает. Хорошо бы иметь вековую практику и статистику по использованию. Вот только дождутся этих результатов в лучшем случае Ваши внуки. Мне сие как-то не греет душу.

За 2 года собрано несколько десятков лиферных систем от простейших до довольно сложных с СКЗУ. Весь лифер (а это комплекты на 100 и 200Ач) работают отлично не показывая никаких признаков старения (чего не скажешь о свинце у соседей).

 

Поскольку в конечной стоимости 1кВт*ч, на выходе, из бытовой автономной системы электроснабжения дома, по моим прикидкам, аккумуляторы составляют от 50%, к выбору батареи, я подошел наиболее щепетильно.
Взвесив все за и против, были выбраны свинцово-кислотные.
Среди них тоже есть большой выбор. Тяговые, стацинорные, гелевые и т. д.
Далее, после тщательного сравнения цен и характеристик, решил остановиться на автомобильных стартерных.
baracud, Вы посчитали только OPvZ, я считал все.
Возьмем, к примеру, "полутяговую" TROJAN L16RE-2V (2В-1110А/ч). Который, на самом деле где-то 2В-1000А/ч. В названии дана емкость 20-ти часового цикла, а на сайте производителя, есть только 5, 20 (отсюда название) и 100 часов. Но так, как, выбранные мною стартерные, даны с 10ч разрядом, то, и Троян будем считать по этому показателю, пусть и с некоторой погрешностью, в районе 2-5%.
Итак, имеем Троян 2в 1000А/ч и, скажем стартерную Mutlu 12В 240.
В стартерной можно запасти 2,88кВт*ч, в Трояне 2,0кВт*ч энергии, при 100% разряде.
Стоимость Трояна 5115грн.(627$) Mutlu 2500грн.(306$). Весят они примерно одинаково, поэтому отнимем стоимость металлолома, -30$.
Итого имеем 597$ и 276$ соответственно.
Теперь посчитаем отношение цен, для чего приведем стоимость к 1кВт*ч энергии: 597/2=298$ и 276/2,88=96$.
Теперь циклы. С трояном легче, на официальном сайте, для 30% разряда, дано количество циклов в 2700. Со стартерными сложнее. Ни одного достоверного графика мне найти не удалось. Гуляет график советского образца, где указано примерно 1000 циклов. Учитывая, что нынешние технологии шагнули вперед, примем это значение за 1200, хотя скорее всего около 1500. Кстати, на сайте Трояна, есть графики с акками "Signature Line", которые, как я понял, примерно соответствуют хорошим стартерным. Для них дано количество циклов в 1200. Косвенно это допущение подтверждает и моя практика. С 2008-9года, когда мне стало понятно, что хорошие участки под дом, с шикарными видами из окна, лесами, озерами и т. д., находятся чаще всего вдали от коммуникаций, я решил все проверить сам, и экспериментировал с СБ, зарядками и акками. Не говоря уже о малой автономке, которую наблюдаю 3 года, а теперь, и относительно большую.
Итак считаем разницу в цене: 298/96=3,1. Значит, троян должен выдавать количество циклов в 3,1 раза больше. Мы же имеем 2700/1200=2,25 (на самом деле, скорее всего меньше 2-х).
И подобные цифры по всем типам свинцово-кислотных акков. В своих расчетах я старался использовать только достоверные цены и данные с сайтов производителей.
Всё. Вопрос закрыт.
Многие справедливо указывают на некое несоответствие моих выводов и "мирового опыта", которого, в контексте бытовых автономок, просто нет. Тем ни менее, производители выпускают специально обученные акки, и утверждают, что их использовать лучше, чем автомобильные. Как ни странно, я тоже так думаю, НО, если ты живешь в США, в случае с Трояном, или Sunlight, если ты китаец. Там расчеты однозначно указывают на нецелесообразность использования стартерных акков. Просто, после доставки, растаможки и торговой наценки, их эффективность улетучивается. На Украине, стационарные или тяговые не выпускаются. Есть хорошие стартерные, дешевле той же Мутлу или Боша, и вроде как, не уступающими им по качеству. Поживем - увидим. Я купил таких несколько, через годик-другой уже можно будет что-то говорить.

Поскольку вопрос был задан именно по стоимости аккумуляторов в 1кВт*ч, я не буду описывать и расчитывать остальную часть автономки.
Итак мы имеем батарею 48В 1440 А/ч, составленную из автомобильных акков. Это 6 параллельных цепочек из 4 АБ соедененных последовательно. По моим прикидкам, в среднем за год, будет меняться 6 аккумуляторов. Скорее меньше, поскольку основная 48В часть автономки будет значительно разгружена 12-ти вольтовой, частью. В этой 12В части, аккумулирующей стоимости нет. Так как там используются отбракованные с 48В системы акки, а также любые другие - снятые с автомобилей, подаренные, найденные, купленные по цене металлолома и т. д. Соответственно, аккумуляторы на основной, 48-ми вольтовой части автономки, будут циклироваться 25% и меньше.
Но все же примем среднюю убыль АБ за 6шт в год. Тогда 6х276$=1656$ в год. Ориентировочные потребности моей семьи в год составляют 12-15 тыс кВт*ч энергии в год. Далее: 1656$/15000=0.11$.
Эти 11 центов и есть примерно половина конечной стоимости 1кВт*ч моей автономки. При стоимости электричества из сетей в 1,6-1,7грн.(0,2$).
Если из расчетов вычесть сумму, на которую меня "простимулировало" государство, выставив цену за подключение к сетям, то конечная стоимость 1кВт*ч вообще будет в районе 0,15$. Что, даже, на четверть дешевле покупного электричества. И это сейчас, что будет через несколько лет, когда тарифы, однозначно вырастут, мне трудно представить. Похоже, бытовые автономные системы электроснабжения дома, смогут напрямую конкурировать с гос-расценками.
В случае же, упомянутым Zzzzyll, когда бытовая автономка бесплатно пользуется аккумуляцией из подведенных проводов, да еще и на халяву использует такой неочевидный ресурс, как маневренность, себестоимость добытого электричества смехотворно мала.

 

И, кстати, вдогонку, Минэнерго РФ прекрасно все понимает, и совершенно справедливо считает, что уже не надо стимулировать зеленуху. Достаточно поставить grid-tie инвертор и зверски экономить на счетах за электричество. А если, еще и можно будет крутить счетчик в обратную сторону, да по тарифу, в 3 раза большем входящего, то так можно и разорить государство .
Поэтому, кстати, та зеленая хрень, которая сейчас творится на Украине, когда можно продать почти любое количество энергии по сумашедшим тарифам, является классическим распилом. Никто обычных гражданских к этой кормушке не подпустит.
Когда я в энерго-конторе, чисто для интереса, заикнулся о "зеленом" тарифе, ночном, или вообще о чем-нибудь подобном, мне, буквально, рассмеялись в лицо.

 

Kolhoz,
спасибо за развернутый расчет, мы с Вами еще и земляки оказывается

Попробую привести альтернативный расчет, он проще и прозрачнее,
исходные данные подставляю Ваши.
Итак берем лучшей АКБ по результатам предварительного сравнения, т. е. Mutlu 12В 240
Напряжение 12В,
Емкость 240 Ач
Глубина разряда 30%
Количество циклов жизни 1200
КПД цикла заряд-разряд 85%
КПД АКБ 85%, это усредненный коэффициент, вводится для компансации потери емкости АКБ с каждым циклом, т. к. при полной выработке ресурса, емкость АКБ составляет 60% от номинала.
Цена АКБ 276$

Стоимость 1 кВт*ч будет равна

1000 * 276$ / (12В * 240Ач * 0,85 * 1200 * 0,3 * 0,85) = 0,368$

Это идеальная цифра,
практическая будет меньше, т. к. тяжело будет соблюсти идеальные условия заряда-разряда, а отклонение вправо-влево будет уменьшать срок жизни АКБ.

 

У Вас же только с нового года разрешат для частников генерацию, да пока процедуры согласуют, да пока кто первый шишки понабивают. Еще год можно не дергаться, а наблюдать и готовить нужные документы.

 

Не совсем так. Вы посчитали цену голых аккумуляторов. Без учета всей автономной системы. Я же расчитывал относительную стоимость АКБ в автономке без учета КПД заряд-разряд-инвертирование (который, по Weis-у равен 75%), потому как меня интересовало только относительное соотношение эффективности разных технологий. КПД же применим ко всем типам свинцово-кислотных АКБ.
Далее, Вы считаете стоимость исключительно запасаемой емкости, в то время, как, на выходе из автономки будет так же энергия, полученная от, скажем солнца, и выданная напрямую, без учета КПД заряд-разряд, и вообще минуя аккумуляторы. Тоесть, днем, при солнце, контроллер СБ, не только заряжает акки, но и напрямую (через инвертор) питает дом. Это существенно (минимум в 2 раза, а летом, в 3-4) снижает долю использования стоимости запасенной в аккумуляторах энергии.
Опять же, возвращаясь к поднятой в другой теме, эффективности использования 12В в автономках, мной упоминалась возможность "дожигания" вышедших из строя аккумуляторов, в которых, тем ни менее, осталось минимум 60% емкости, которые в 24-48 системах уже использовать нельзя, а в 12В очень даже можно. Что, тоже снижает удельную стоимость аккумуляции в общей стоимости кВт*ч на выходе из автономки.

 

Если мне кто-нибудь разрешит продавать солнечную энергию, напрямую в провода, даже по существующим "входным" тарифам, я, без раздумий, подключусь к сетям за любые деньги, и все свои 50га засею СБ. И в гробу я тогда видел все это баловство с с/х .
Дело в том, что если продавать по 0,2$ за кВт*ч, СБ с проводами инверторами и прочей электроникой, отбиваются максимум за год. По нынешним 3-х кратным, за 2-3 летних месяца. Другими словами, вложив N денег, ты их возвращаешь за год (или 2-3 месяца). А потом это же самое количество у тебя каждый год в прибыли (или каждые 2-3месяца). Это совершенно фантастический и несботычный сценарий.
При таком соотношении вложение/прибыль, на Украине не останется ни одного квадратного метра земли без СБ за год.

 

Полная выработка ресурса наступает, когда батарея внезапно отказывается принимать заряд. Если ёмкость одного СА АКБ составляет 60% от номинала, разрядный ток не превышает 0,1 Сном20 и есть возможность обслуживания - это нормальная батарея для автономной системы.

 

Меня учили, что при отклонении КПД на 5% от максимума, экономически выгодно заменить насос.
Т. е. стоимсоти потери энергии при работе насоса все зоны КПД -5%, больше стоимости нового насоса, за срок его эксплуатации.
Думаю, что если производитель ограничил графики своих АКБ на 60% емкости, то резон у него был,
предположу, что потери на зарад-разряд у такого АКБ становятся велики и экономически выгодно его менять.

 

Baracud, внутреннее сопротивление АКБ по мере износа растёт, и это это приводит к тому, что в конце концов (когда остаточной ёмкость самого слабого аккумулятора снижается примерно до 60%) стартерная АКБ не справляется со своей основной функцией - запуском ДВС разрядным током 8...12 Сном20. На автономную систему с разрядным током до 0,1 Сном20, повышение внутреннего сопротивления практически не влияет.

 

Чтобы иметь кпд цикла 0.85 надо разряжать почти полностью. При разряде до 0.7 кпд будет имхо меньше 0.5 или даже меньше 0.3.

 

Возможно мы о разных КПД говорим.
15% теряется на нагрев проводов, АКБ, потери на контроллере заряда и т. д.
итого имеем, что получив от солнца 1 кВт*ч, с АКБ мы сможем забрать только 850 Вт*ч

А почему тогда производители не автомобильных АКБ тоже рисуют графики жизненного цикла АКБ только до 60%

 

Все эти 12..15 тыс хозбыт киловатчасов будут извлекаться из акб при их разряде на 30 процентов от полностью заряженого состояния ?

В каком режиме планируется использовать эти акб ? Сколько времени будут заряжаться, сколько разряжаться ?