Panneaux photovoltaïques énergie solaire

Les accumulateurs électriques

Dans les installations autonomes d'approvisionnement en électricité, il est nécessaire de stocker l'énergie captée pendant les heures de rayonnement solaireafin de couvrir l' offre pendant les heures où il est pas (cycle journalier et cycle saisonnier).

Les caractéristiques des accumulateurs:

  • Les accumulateurs électriques ont un rôle très important et fondamental pour le bon fonctionnement et la durée d'une fonction d'installation solaire photovoltaïque.
  • Ils doivent avoir une capacité suffisante pour assurer l'approvisionnement de l'électricité pendant les périodes de nuages ​​(autonomie de l'installation).
  • Il est des systèmes électrochimiques réversibles basés sur des réactions chimiques qui ont lieu à l'intérieur.

On peut distinguer différents types d'accumulateurs en fonction de leur utilisation:

  • Les accumulateurs stationnaires: habituellement dans un lieu fixe et de fournir en permanence ou de façon sporadique l'énergie électrique à des fins diverses. A aucun moment, cependant, ils sont invités à donner des valeurs pour des courants élevés dans des temps courts.
  • Les batteries de démarrage: sont responsables de la production d'électricité avec des valeurs d'intensité élevée de courant pour de courtes périodes, par exemple, dans les voitures à chaque fois que vous démarrez, ou lorsqu'un moteur est démarré. Les plaques des électrodes de ces batteries sont plus épaisses que celles de l'espérance de vie stationnaire et est plus courte en raison des conditions «difficiles».
  • Les accumulateurs de traction: sont responsables de fournir de l'énergie aux petits véhicules électriques et a demandé des intensités relativement élevées de courant pendant les périodes de quelques heures donc ..

Pour le solaire photovoltaïque, batteries stationnaires utilisés de préférence. 

En ce qui concerne les caractéristiques de l'électrolyte, il faut Type:

  • Acide (acide-plomb, Pb-Sb, Pb-Cd).
  • Alkaline (nickel-cadmium).

Les principaux paramètres d'un accumulateur d'énergie électrique sont:

  • Capacité: Montant maximum de l'électricité qui peut être stocké. Dans la pratique, afin d'éviter des dommages irréversibles à la batterie, il ne peut fournir une partie de la capacité totale, nous appelons capacité utile. La capacité utile dépend du type de batterie et les conditions de travail, mais les valeurs habituellement de 30% à plus de 90% (piles alcalines de bonne qualité) de la capacité maximale. La quantité d'électricité qui peut fournir une batterie dépend aussi du moment de la sortie, de sorte que la capacité sera plus le plus lentement le choc. La capacité de la batterie est exprimée en ampères-heure (Ah). Avec C5, la notation C25 C100 représente le temps en heures de décharge, respectivement 5, 25 ou 100 (C5 = téléchargement en 5 heures). Ces valeurs nous donnent le nombre d'heures au cours de laquelle, théoriquement aurait pu déterminer un courant de la batterie.
  • La profondeur de décharge: est le pourcentage de la capacité maximale de la batterie qui peut être tirée de la batterie dans des conditions normales. Il est un terme très variable qui dépend du type de l'accumulateur et qui influence leur vie.
  • Longévité: elle est généralement mesurée en cycles (plutôt que des années), de sorte que le cycle est un processus de charge-décharge complète (jusqu'à la profondeur recommandée de la décharge). En supposant un cycle moyen d'un cycle par jour et un stockage bien entretenue, devrait durer un minimum de 10 ans.
  • L'auto-décharge: un phénomène dans lequel un accumulateur, pour diverses raisons, est déchargé lentement mais de façon continue, même lorsqu'ils ne sont pas connectés à un circuit externe.

Les fonctions accumulateur électrique

Les fonctions de base des batteries dans les installations solaires sont:

  • Fournir de l'énergie en l'absence de rayonnement: jour et nuit avec des nuages ​​dans le cycle quotidien et cycle saisonnier.
  • Maintenir un niveau de tension stable dans l'installation: la tension à la sortie des modules varie en fonction du rayonnement incident, qui peut ne pas être très bonne pour le fonctionnement de certains appareils.
  • Fournir un instantané, ou pour une durée limitée, une puissance supérieure à laquelle le champ de panneaux pourrait générer, même dans le meilleur des cas. Tel est le cas du démarrage du moteur, par exemple, le moteur de compresseur d'un réfrigérateur.

Comme nous l'avons dit, le plus utilisé dans les installations solaires photovoltaïques sont de type plomb-acide stationnaire.

Les types de batteries

Parmi les batteries au plomb-acide qui sont sur le marché, on distingue trois types:

  • Accumulateurs compact, monobloc (similaire au type boot). l'utilisation régulière dans les petites installations (utiliser le week-end ...).
  • batteries stationnaires: construit avec des tasses séparées, plaques et barres à faible antimoine tubulaire. Elles sont idéales pour les installations solaires photovoltaïques, car ils ont été conçus pour décharger lentement et recharger l'énergie lorsqu'ils sont disponibles.
  • Les batteries de traction: conçu pour les véhicules et les camions électriques en mouvement; Ils sont moins chers que stationnaire et peuvent donner un bon service dans les installations solaires photovoltaïques, chaque fois que vous devez être conscient que l'entretien plus fréquent.

Il est important de savoir que , lorsque la batterie est connectée aux modules photovoltaïques, la tension de la batterie détermine la tension de fonctionnement des modules. Ainsi, la courbe de fonctionnement des modules possède un point conditionné par l'accumulateur et non pas l'inverse d'exploitation, de sorte que la valeur d'intensité donnant le module est ajustée en fonction de la tension de la batterie connectée.

Bien que les piles sont généralement identifiés par leur tension de valeur nominale, en fait, la tension de chaque cellule ou d'un navire varie en fonction de l'état de charge. Cette valeur fluctue entre 1,85 V valeurs (téléchargés) et 2,4 V (chargé) approximativement selon le type et le fabricant.

Dans un accumulateur se compose de 6 navires (12 V nominal), la marge de fluctuation est de 10,5 à 14,4 V.

Gardez à l' esprit que, normalement, dans une installation de l' énergie solaire photovoltaïque , la tension des modules sera similaire à la batterie (sauf dans les cas où le régulateur a suiveur de modules de point de puissance maximum). Cela implique que les modules fonctionnent en dessous de tensions de puissance maximale et, par conséquent, à une température inférieure à la puissance maximale possible.

Donc, au moment de choisir le bon stockage pour une installation solaire photovoltaïque, le choix sera toujours un compromis entre l'économie et la pertinence, dans le respect des normes minimales de qualité en termes de fiabilité et de durabilité.

Dans tous les cas, pour la sélection correcte de la cuve de stockage appropriée, il sera nécessaire d'avoir les caractéristiques des courbes de performance.

Pour la sélection d'une batterie, il est au moins nécessaire de connaître:

  • Tapez la batterie avec une tension nominale, dimensions, poids ...
  • capacités de décharge C20, C50, C100 avec les valeurs correspondantes de la contrainte de cisaillement.
  • Plage de température.
  • profondeur maximale de décharge.
  • Valeur de l'auto-décharge.
  • maximale admissible du cycle journalier.
  • temps de travail maximale de 50% de charge et avec un cycle de service de 10%.
  • la performance de charge.
  • Capacité variation en fonction de la température.
  • tensions de fin selon le taux de décharge.
  • la tension maximale de charge en fonction du débit de la température et de chargement.
  • La congélation.
  • Densité de l'état de charge.

Le comportement d'une batterie de stockage dans un photovoltaïque

La tension aux bornes de la batterie dépend des facteurs suivants:

  • Niveau ou état de charge 
    La tension aux bornes de la batterie diminue lorsque déchargée et augmente lorsqu'il est chargé au maximum (p. Ex., 14 V batteries 12 V). Lorsque déchargée, avant de faire l'ensemble, il se résume à une limite de tension de valeur inférieure en dessous de laquelle la batterie ne peut pas être récupérée si elle continue à se décharger. Pour un plomb-acide typique 12 V, cette valeur est de 10 V. En cas de batterie plomb-acide, éviter l'effet de sulfatation qui se produit quand vous arrivez à un haut degré de profondeur de décharge et, par conséquent, il reste un certain temps. sulfate de plomb commence un processus de descristal·lització irréversible, bloque la réaction de charge et rend la batterie se comporte comme si elle avait perdu une partie de sa capacité, doit donc être remplacé par un autre.En outre, il faut prendre soin de ne pas surcharger la batterie, parce que dans ces conditions, si les panneaux envoient courant à la batterie, produisent encore des réactions chimiques dans l'électrolyte et commence à produire de l'oxygène et de l'hydrogène gazeux, ce qui nuit et raccourcit la durée de vie. Certains fabricants incorporent un bouchons de récupération, par "catalyse" recombiner l'oxygène et de l'hydrogène de l'eau de retour dans les cellules. Mais la meilleure façon de prévenir la gazéification est un régulateur de charge.
  • Chargement de la vitesse ou de déchargement 
    Si une pile est rechargée, la tension à ses bornes est plus élevée que si le courant de charge desconnectéssim de sorte que la résistance interne de la batterie produit une chute de tension interne. Lorsque vous téléchargez le contraire est vrai: la petite chute de tension dans la résistance interne provoque la différence de potentiel aux bornes est légèrement inférieure à la mesure.
  • température: 
    Étant donné que les réactions internes qui se produisent dans la nature sont batterie chimique, la température a une influence décisive sur ces réactions. Ainsi, la tension finale recommandée pour atteindre l'état de pleine charge doit être plus élevé plus la température, parce que les réactions chimiques sont plus difficiles à avoir lieu et, par conséquent besoin de plus d'énergie pour faire fonctionner le processus. Ceci est important car, selon le lieu où l'installation doit corriger la valeur de la tension appliquée en fonction de la température à laquelle la batterie est soumise. Ces conditions de la salle des batteries , tel que discuté ci - dessous.

D'autre part, nous devons garder à l'esprit que:

  • En augmentant la température, les réactions sont accélérées et par conséquent, la durée de vie diminue.
  • A basse température, la durée de vie augmente, mais le risque de gel run, irrécupérables qui peut causer des dommages à la batterie. Ainsi, pour anticiper ce fait, il faut ajuster les pièces des batteries avec des températures modérées.

Dans un acide normal de la batterie (acide sulfurique Pb), la concentration en acide est de 40% et, dans ces conditions, le point de congélation est de -60 ° C Lorsque la batterie est déchargée, diminue à mesure que la concentration en électrolyte augmente le point de congélation, pour atteindre la limite du point de 0 ° C de congélation lorsque la concentration en électrolyte est égal à zéro (eau). Ensuite, la batterie peut certainement gâcher (installations de haute montagne). Ce phénomène réaffirme la nécessité d'avoir la chambre batteries aussi isolée que possible du froid.

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Dernier examen: 7 avril 2016