Типы аккумуляторов для СЭС: свинец, никель-кадмий, литий и проточные — с таблицами DoD и ресурса
Когда в прайсе поставщика рядом стоят AGM, GEL, OPzV, «карбоновый», Ni-Cd и LiFePO4, кажется, что выбирать придётся из десятка технологий. На самом деле химий всего четыре — свинец, никель, литий и проточные, — а всё остальное это подтипы с разной конструкцией. В этом уроке мы раскладываем их по полкам с цифрами, а не с рекламными эпитетами. Если нужен только ответ «что брать в дом» — он давно есть в уроке LiFePO4 против AGM и геля; здесь — вся карта, включая то, что в дом никогда не поедет, но встречается в проектах и на вторичном рынке.
Свинцово-кислотные: самая старая и самая разветвлённая ветка
Внутри — свинцовые пластины в серной кислоте, одна банка даёт 2 В, шесть банок — привычные 12 В. По конструкции делятся на заливные (обслуживаемые) и герметизированные с клапаном — VRLA. Вторые в свою очередь бывают двух видов по способу связать электролит: в стекловолоконном сепараторе (AGM) или в виде геля (GEL). Общее для всех свинцовых батарей: они плохо переносят глубокий разряд, любят долгий подзаряд малым током и стареют быстрее при жаре — выше примерно 35 °C срок службы AGM сокращается вдвое.
AGM изначально сделан для ИБП: годами стоит в буфере, отдаёт большой ток коротко. В солнечных системах уместна только модификация глубокого разряда (deep cycle) с толстыми пластинами; обычный «ибп-шный» AGM в циклическом режиме умирает за пару сезонов. Самый дешёвый вариант свинца.
GEL дольше выдерживает циклы, лучше переносит мороз, не боится установки на боку. Тоже выпускается в двух вариантах — общего назначения и deep cycle; в СЭС нужен второй. Стоит дороже AGM, но не радикально.
Карбоновые (lead-carbon) — свинец с добавкой углерода в отрицательную пластину. Углерод замедляет сульфатацию, позволяет заряжать большим током и заметно увеличивает число циклов (производители заявляют в 2–3 раза против AGM). Это лучшее, что случилось со свинцом за последние десять лет — и ровно в тот момент, когда литий подешевел настолько, что карбон уже не успел стать массовым.
OPzV — гелевые батареи с трубчатыми положительными пластинами, 2-вольтовые банки большой ёмкости, рассчитанные на долгий отбор энергии (10–20-часовые разряды). Ресурс 2500–3000 циклов при 25 % разряда, срок службы 10–15 лет. Уместны в больших автономных объектах, где место и вес не критичны.
OPzS — заливные трубчатые, пришедшие из тяговых батарей для погрузчиков. Самый живучий свинец: 20–25 лет и до 5000–6000 неглубоких циклов. Плата за это — обслуживание (долив воды), отдельное помещение с принудительной вентиляцией, потому что при заряде выделяется водород, и поставка под заказ. В частных домах Беларуси почти не встречаются.
Никель-кадмиевые: созданы для автономки, но не для солнца
Щелочные батареи с никелевыми пластинами в растворе едкого калия. На бумаге — идеальный накопитель для автономного дома: терпят полный разряд, отдают ток на уровне десятой доли ёмкости часами, держат стабильное напряжение до конца разряда, живут 20 лет и работают при −40 °C. В реальности у них три проблемы. Первая — эффект памяти: если не разряжать батарею до конца, она «забывает» невыбранную часть ёмкости, и режим «подзаряжай, когда есть солнце» ей противопоказан. Вторая — низкий КПД заряда малыми токами: та энергия, которую панели дают утром и в пасмурный день, в Ni-Cd почти не запасается. Третья — кадмий: токсичный металл, утилизация только через специализированные приёмы, в ЕС бытовые Ni-Cd давно запрещены. Их ниша — резерв на удалённых объектах в суровом климате в паре с дизель-генератором, который заряжает батарею большим током. Мегаваттные Ni-Cd за Полярным кругом существуют; в белорусском доме им делать нечего.
Литий: LiFePO4 и почему именно он
Литий-ионных химий много, но в стационарных накопителях победила литий-железо-фосфатная (LiFePO4, LFP): она не горит так, как кобальтовые ячейки ноутбуков, держит 3000–6000 полных циклов и не теряет ёмкость от неполного заряда или хранения. Из ста процентов ёмкости реально доступны 90–100 без ущерба для ресурса (рекомендованный DoD — 80–90 %), удельная ёмкость примерно вдвое выше свинца по весу, заряд полным током с утра до вечера — то, что нужно при солнечном источнике. Цена, которая пять лет назад была главным аргументом против лития, упала в несколько раз: сегодня готовый модуль LFP на 5 кВт·ч стоит сопоставимо с комплектом OPzV той же полезной ёмкости — с учётом того, что свинец придётся брать вдвое больше из-за ограничений по разряду.
Обязательная часть литиевой батареи — BMS, плата, которая следит за каждой ячейкой, балансирует их и отключает батарею при выходе за пределы по напряжению, току и температуре. Свинцу такая плата не нужна, потому что там процессом управляет зарядное устройство инвертора; литий без BMS — это не батарея, а набор ячеек. Как BMS общается с инвертором и что бывает, когда они друг друга не видят, — в уроках про BMS и про CAN и RS485. Единственное, чего литий не прощает, — заряд на морозе; об этом отдельно в уроке LiFePO4 на морозе.
Проточные: батарея, которую «доливают»
В проточной (ванадиевой редокс) батарее энергия хранится не в пластинах, а в двух жидких электролитах в баках; они прокачиваются через ячейку с мембраной, и мощность батареи определяется размером ячейки, а ёмкость — объёмом баков. Отсюда главное свойство: чтобы добавить ёмкость, нужно добавить электролит, а не батареи. Заявленный ресурс — десятки лет без ограничений по числу циклов, полный разряд допустим, электролит можно регенерировать или продать. Плата за это — удельная ёмкость около 40 Вт·ч/кг (20 кВт·ч весят полтонны, как свинцовый аналог), умеренная скорость отдачи, насосы, которые сами потребляют энергию, и цена входа, оправданная только от сотен киловатт-часов. Это технология для промышленных накопителей и сетевых проектов, не для частного дома — как и промышленные СНЭ в целом.
Таблица 1. Допустимая и рекомендованная глубина разряда
| Тип батареи | Допустимый разряд | Рекомендованный разряд |
|---|---|---|
| VRLA общего назначения | 70 % | 40 % |
| AGM deep cycle | 80 % | 50 % |
| GEL deep cycle | 90 % | 50 % |
| OPzV | 90 % | 60 % |
| OPzS | 90 % | 60 % |
| Ni-Cd | 100 % | 70 % |
| LiFePO4 | 100 % | 80–90 % |
Рекомендованная цифра — это та, при которой батарея отработает заявленный срок. Даже самый дорогой свинец можно убить за неделю, несколько раз подряд разрядив его «в ноль» до 9 В на 12-вольтовом блоке. Как SOC-лимиты выставляются в инверторе, разобрано в уроке про DoD и ресурс.
Таблица 2. Циклический ресурс и срок службы (при 20–25 °C)
| Тип | Циклов при DoD 25 % | при 50 % | при 75 % | при 100 % | Срок службы |
|---|---|---|---|---|---|
| VRLA общего назначения | 700–1000 | 350–500 | 230–400 | 150–300 | 3–5 лет |
| AGM deep cycle | 800–2100 | 500–1200 | 300–800 | 200–600 | 5–15 лет |
| GEL deep cycle | 2500–3000 | 1200–1750 | 800–1000 | 600–800 | 10–15 лет |
| OPzV | 2500–3000 | 1200–1750 | 800–1000 | 600–800 | 10–15 лет |
| OPzS | 5000–6000 | 3000–3500 | 1500–1750 | 1000–1200 | 20–25 лет |
| Ni-Cd | до 6000 | до 4000 | до 2000 | до 1500 | 20–25 лет |
| LiFePO4 | 8000+ | 6000+ | 4000+ | 3000+ | 15–20 лет |
Обратите внимание на разрыв между колонками: свинец при 25 % разряда живёт в четыре-пять раз дольше, чем при 100 %. Именно поэтому старые автономные системы проектировали «с запасом в два раза» — не из щедрости, а чтобы батарея не ходила глубже половины. У лития зависимость ресурса от глубины куда мягче, и запас закладывают уже не ради батареи, а ради пасмурных дней.
Что из этого имеет смысл в 2026 году
- Дом, дача, малый бизнес — LiFePO4 без вариантов: линейки вроде SunKet ESS и аккумуляторы Deye закрывают от 5 до 50 кВт·ч.
- Бюджетный резерв на пару часов (ворота, котёл, свет) — GEL или AGM deep cycle ещё живут, если хозяин готов через 5–7 лет менять их целиком.
- Большая автономка без сети — раньше OPzV/OPzS, сегодня это литиевые стойки: компоновка в 19″ стойке.
- Промышленные и сетевые проекты — литиевые контейнеры и, на горизонте, проточные батареи; см. модуль «Бизнес и промышленные накопители».
Частые вопросы
Можно ли смешать в одной системе свинец и литий?
Нет: у них разные профили заряда, и инвертор работает по одному из них. Даже внутри одной химии смешивать батареи разного возраста нужно осторожно — см. урок про параллель АКБ разных партий.
Правда ли, что литий «взрывается»?
Это про кобальтовые химии. LiFePO4 при пробое ячейки дымит, но не воспламеняется так, как NMC; реальные правила пожарной безопасности разобраны отдельно.
Почему в старых расчётах советовали брать «в два раза больше» аккумуляторов?
Потому что считали под свинец с 50-процентным разрядом и с 40 % потерь в цепочке «батарея — ШИМ-контроллер — инвертор». Как этот расчёт выглядит сегодня, — в уроке про C10, C20 и токи.