ECTIVE太阳能电池冬季如何保暖

太阳能电池冬季如何保暖

阳光不仅可以为您的太阳能电池板供电——它还可以加热您的电池。由于每天的日照时间较少，冬季是一年中确保离网太阳能系统或带备用电池的并网太阳能系统的储能组件高效工作最重要的时候。不幸的是，对于我们这些生活在美国北部和加拿大的人来说，冬天会带来极寒，为那些深循环电池创造最恶劣的环境条件。

但仅仅因为深循环太阳能电池在寒冷的温度下更难工作并不意味着你需要和它们一起度过冬天。学习一些在冬天使太阳能电池保持温暖的简单技巧，将在您最依赖它们的一年中显着提高它们的性能。

注意：锂离子和密封铅酸电池（AGM 和凝胶电池）在寒冷天气下的性能比传统的富液式铅酸电池要好得多，而且现在非常安全，可以而且应该安装在室内。如果您有这些电池并且将它们安装在室内，那么在寒冷的天气里您应该没有什么可担心的！

为什么低温对太阳能电池不利？

首先让我们澄清一下，就充电而言，低温实际上对电池有利；将电池放在冰箱中比在温暖环境中的同一电池自放电速度更慢（事实上，有些人将家用 AA 和 9V 电池放在冰箱中）。在充电和放电频繁且循环深度大的情况下，寒冷会对电池造成损害，例如在可再生能源系统中。这是因为寒冷会减缓电池在提供电流时发生的化学反应。较冷的温度会降低电流，进而降低储能能力。

寒冷天气问题与用于太阳能存储的深循环电池一起变得更加复杂，因为寒冷天气通常与暴风雨或冬季较短的白天同时发生。在这两种情况下，由于日照时数减少，光伏发电量较低，而房屋内的负荷通常由于主动供暖而较高。

太阳能电池有多冷？

大多数电池的额定温度为 77°F (25°C)，这意味着它们的技术规格基于电池单元在 77 度时的性能。根据经验，在低于 80°F 的温度下每升高 15-20 度，电池就会损失大约 10% 的额定容量，这是在电池中测得的。

如何让太阳能电池保持温暖？

保持深循环太阳能电池温暖的最佳方法就是为它们提供庇护和绝缘。让我们看看如何最好地做到这一点，具体取决于您拥有哪种深循环电池。

锂离子太阳能电池冬季如何保暖

锂离子太阳能电池 可以安全地安装在您的房屋内，这意味着“避难所”和“绝缘”箱已经检查完毕，无需采取其他措施。但是，如果将它们安装在有结冰风险的地方，则必须特别小心，因为尽管它们可以在低至 0°F (-18°C) 的温度下安全放电，但切勿在低温下为锂离子电池 充电- 冻结温度 （低于 32°F 或 0°C）。

当今市场上几乎所有的锂离子太阳能电池都至少包含一个基本的内置电池管理系统 (BMS)，该系统可以在环境温度接近冰点时激活外部热源，确保电池的环境保持足够的温度以进行安全充电。一些更先进的锂电池甚至具有由其 BMS 管理的内部加热器。

浸水式铅酸太阳能电池冬季如何保暖

尽管浸水式 - 或“湿电池” - 铅酸电池可以在比锂离子电池更低的温度下充电（低至 -4°F 或 -20°C），但它们通常在冬天需要最多的关注，因为它们不能安装在你的房子里，那里的温度可以很好地调节。（在使用时，这些电池会释放氢气——即使浓度只有 4% 也会爆炸。）

相反，富液铅酸电池应保存在电池盒或外壳内，在顶部和底部附近有 2 英寸的孔用于通风。如果围栏位于隔热车库或棚子内，它们很可能不需要任何额外的帮助来保暖。但如果外壳本身不在隔热区域，则应使用隔热和热质量“加固”以稳定温度波动。因为电池在充电时会产生一点热量，所以绝缘材料会将热量保留在外壳内，从而使电池保持温暖。

只需从当地的五金店购买一两块硬质泡沫绝缘材料即可：

• 根据您将使用它的地方，快速在互联网上搜索您应该购买的正确 R 值的绝缘材料
• 绝缘等级低于等级使用是最好的，因为它是防潮的

电线和电缆穿过电池盒底部的墙壁，以防止氢气进入房屋（氢气上升）。

在电池外壳中安装绝缘材料时：

• 用圆锯将板材切割成一定尺寸，或用美工刀在其上划线并将其扣在边缘上以进行干净切割
• 在电池和绝缘层之间留出一两英寸（以及电池本身之间的一点空间）以允许空气流通并使所有电池的温度尽可能保持一致
• 不要盖住你的通风孔
• 不要永久性地将绝缘材料粘附在外壳上——当天气变暖时，您需要将其移除，这样电池在夏天就不会过热

AGM/密封铅酸太阳能电池冬季如何保暖

与锂离子电池一样，密封铅酸电池（AGM 和凝胶电池）足够安全，可以安装在室内，让您在温度调节方面有很大优势。同样对您有利的是，密封电池的冻结温度低于浸水/湿电池的冻结温度。最好检查制造商关于最低充电和放电温度的特定电池规格。如果您的电池将暴露在低于制造商列出的最低温度的温度下，则可以使用建议用于锂离子电池和富液式铅酸电池的相同技术来使您的密封电池保持足够的温度以便安全使用（绝缘外壳和 BMS/加热器）。

帮助太阳能电池在冬季保持健康的工具和技术

MPPT充电控制技术

具有最大功率点跟踪 (MPPT) 技术的充电控制器可能已经成为您基于电池的太阳能系统的一部分，但那些短暂的冬日是您拥有它最开心的时候。通过将多余的光伏电压转换为安培数，MPPT 太阳能充电控制器平均比非 MPPT 控制器多从光伏阵列中挤出 15-30% 的功率。MPPT 控制器在寒冷的 PV 模块和饥饿的电池（听起来像冬天的情况！）下表现最佳，并且可以根据电池温度调整电池电压，以帮助电池达到 100% 的充电状态。

电池温度传感器

如果电池温度低于推荐水平，电池温度传感器可以提供早期警告。一些充电控制器会在某些低温下停止充电。

电池管理系统 (BMS)

电池管理系统不仅包括温度感应功能，还包括电池和电池组级别的电压和放电深度等功能。这种洞察力可以帮助您识别电池组中的问题区域，其中一些可能与寒冷有关。

BMS对于锂离子太阳能电池来说是绝对必要的（以防止过充和热失控），但目前市场上的大多数锂离子电池都已经内置了BMS。

电池脱硫器

这些深循环电池维护工具只需连接到电池端子，然后自动工作以去除极板上堆积的硫酸铅。硫酸铅会随着时间的推移积聚在极板上，从而降低铅酸电池的容量并最终缩短其寿命。当您已经在冬季应对寒冷天气降低电池容量时，您不需要硫酸盐堆积来加剧问题。

保持水满

重要的是全年不要让您的铅酸电池干涸。在冬天，确保其中有足够的水尤为重要。水位低的电池更容易结冰。

同样，让他们充电。水中的酸可以防止结冰，因此电量不足的电池比充满电的电池更容易结冰。

添加更多电池存储

有时，书中的所有技巧都不足以让旧铅酸电池组足够强大，让您舒适地度过冬天。随着时间的推移，电池会老化，容量会下降，我们会为家里增加更多的电力负荷。有时，解决寒冷天气限制电池性能问题的最佳方法是简单地使用几个新的深循环铅酸电池来增加容量。

不管冬天与否，不要忘记对铅酸深循环电池进行定期维护

对于锂离子和密封电池铅酸电池（AGM 和凝胶电池），每年只需使用小苏打和水清洁电池顶部（然后用水冲洗），然后清洁/拧紧端子即可进行简单的年度维护程序.