Jaké baterie lze použít pro solární panely?

Alternativní zdroje energie – větrné a solární generátory – úspěšně nahrazují centralizované energetické sítě. Aby však takové stanice byly skutečně užitečné, potřebují účinné zařízení pro ukládání energie. V tomto článku budeme hovořit o solární baterii, zjistíme, která z nich je lepší a jak ji správně vybrat.

Vlastnosti provozu a požadavky na baterie pro solární elektrárny

Uveďme základní požadavky na baterii pro solární elektrárny (SPP). Je jich málo, ale každý je důležitý.

Elektrická kapacita.
Tato charakteristika určuje, jak plynulé bude napájení. V noci je baterie hlavním zdrojem energie, která by měla stačit, dokud nebude možné dobíjet ze slunce.

Život.
Hlavním faktorem je počet cyklů nabíjení/vybíjení. Ne všechny typy baterií se mohou pochlubit velkými čísly, zejména při neustálém hlubokém vybíjení. Kromě toho je důležitý výběr zařízení – musí zajistit správný chod baterie.

Služby.
Údržba baterie by měla být co nejjednodušší. Nakonec se chceme při využívání solární energie cítit pohodlně a ne z našeho domu udělat bateriovou dílnu s horou vybavení a lahvičkami chemických činidel.

Security.
Použití baterie musí být bezpečné. Neměl by se zahřívat, vydávat toxické látky, nic se vypařovat, sálat, dostávat elektrický šok atd. Nepotřebujeme požáry ani chemické popáleniny. Potřebujeme světlo – kvalitní a bezpečné.

Bezpečnost závisí na správném provozu a údržbě baterie. Potenciálně všechny baterie jsou nebezpečné, ale pokud budete dodržovat základní, i když ne vždy pohodlná pravidla, jsou téměř všechny bezpečné.

Typy a typy baterií

Výběr baterie pro autonomní elektrárnu začíná jejím typem. Dnes je jich asi desítka. Kterou si vybrat? Podívejme se krátce na hlavní typy.

Kyselina olova

To se týká baterií s tekutým elektrolytem. U tohoto typu baterie jsou destičky ponořeny do roztoku kyseliny sírové, která cáká v pouzdru baterie v doslovném smyslu slova. Toto je nejjednodušší a nejdostupnější varianta. Jeho hlavní nevýhodou je nutnost pracné údržby – doplňování elektrolytu, měření hustoty, sledování emisí plynů a neustálé větrání. Pracovní poloha – pouze vertikální. Počet cyklů nabíjení/vybíjení je malý – 100-200.

AGM

Baterie tohoto typu obsahují také tekutý elektrolyt, ale jsou jím impregnovány speciální sklolaminátové rohože. Takovým bateriím se říká utěsněné, i když to není tak úplně pravda – mají speciální bezpečnostní ventily pro odvětrání plynů. Počet cyklů nabití/hlubokého vybití je vyšší – až 300-400. Citlivý na přebití, nevyžaduje údržbu.

GEL (gel)

To jsou také olověné baterie, ale elektrolyt v nich je zahuštěn silikagelem do konzistence pasty. Podmíněně utěsněné, bezúdržbové. Vydrží až 450-500 cyklů nabití/vybití. Snadno toleruje vybití až 80 %. Pracujte v jakékoli poloze (nejlépe vertikální). Citlivé na přebíjení (může se odpařovat voda, kterou stejně jako u provedení AGM nelze dolévat).

obrněný

Olověné, mají trubicové elektrody, které poskytují dlouhou životnost – až 1 000 (uzavřené) a až 1 500 (nízkoúdržbové) nabíjecích/vybíjecích cyklů. Vyznačují se zvýšenou kapacitou při stejných rozměrech a odolnosti. Dražší než jejich běžné protějšky. Standardní značení: nenáročné na údržbu – PzS, zatavený gel – PzV.

Baterie OPzS a OPzV

Jedná se o stejné pancéřové baterie, ale pro objekty s požadavky na zvýšenou spolehlivost a odolnost. Obvykle se vyrábějí ve velkých kapacitách (až 1 A*h, minimálně 200 A*h) ve stacionárním provedení. Jsou označeny OPzS (nízkoúdržbové v průhledném pouzdře), OPzV (sealed gel). Tento typ má ze všech výše uvedených typů baterií největší spolehlivost a nejdelší životnost.

Alkalické

Tento typ baterie používá alkalické baterie. Charakteristickým rysem takových baterií je jejich schopnost odolávat neustálému hlubokému (až 90-98%) vybíjení bez zhoršení výkonu. Počet cyklů nabití/vybití je až 1. Jsou buď bezúdržbové, nebo nenáročné na údržbu. Vyznačují se dlouhou životností, dosahující u zaplavených nikl-kadmiových (NiCd) baterií cca 000-20 let.

Lithium

Nejpokročilejší dostupné baterie s vysokým poměrem velikost/kapacita. Mají lithiové elektrody (odtud název), elektrolyt ve formě pasty. Utěsněné, bezúdržbové. Lithium-iontové baterie se ale bojí hlubokého vybití a přebití (mohou se vznítit). Počet cyklů nabíjení/vybíjení je až 2 000 Vyžadují speciální regulátor nabíjení/vybíjení/vyvažování (BMS deska).

Jak vybrat napětí a kapacitu baterie

Dalším kritériem pro výběr baterie pro solární panel je její jmenovité napětí a elektrická kapacita. S napětím je vše jednoduché. Vybíráme baterii, se kterou je konkrétní solární panel navržen. Přesněji jeho ovladač. Typicky je to 12 V pro elektrárny s nízkým výkonem a 24 nebo 48 V pro elektrárny s vyšším výkonem.

Znalecký posudek
Alexej Bartoš
Specialista na opravy, údržbu elektrických zařízení a průmyslové elektroniky.

Není nutné shánět např. 48 V baterii Jednodušší je její sestavení z baterií s nižším napětím. Obrázek níže ukazuje propojení mezi čtyřmi 12 V bateriemi a 12, 24 a 48 V bateriemi Všechny tři okruhy mají stejnou energetickou kapacitu – 4.8 kWh.

Nyní o kapacitě. Baterie by teoreticky měla mít dostatek energie do dalších denních hodin, kdy se začne znovu nabíjet. Ale v praxi není všechno tak jednoduché. Za prvé, denní světlo nemusí být tak jasné – zataženo, sněžení, prší. Na takovou vyšší moc, která se často stává, je potřeba rezerva.

Za druhé, a to je hlavní, čím hlouběji je baterie vybitá, tím méně bude žít. Jako příklad se podívejme na závislost počtu nabíjecích/vybíjecích cyklů a ztráty kapacity na hloubce vybití kyselých baterií.

Tím, že si uděláme rezervu kapacity, výrazně prodloužíme životnost baterie. Teoreticky čím větší rozpětí, tím lépe. S velmi velkou kapacitou se baterie nemusí mít čas nabít během denních hodin, ale to je jiná otázka – výkon solární baterie. Nebudeme to zvažovat – není zahrnuto v tématu článku.

Nadměrná kapacita zároveň řeší problém dlouhotrvající nepřízně počasí, kdy je nabíjení baterie obtížné nebo vůbec nenastává. Ale ampérhodiny navíc jsou dodatečné náklady jak pro finance, tak pro prostor. Zde je potřeba vědět, kdy přestat, aby se z další výměny bateriové jednotky nestala finanční apokalypsa.

Při výběru baterie do solární elektrárny věnujte pozornost trakčním a stacionárním. Pro tyto účely není vhodná startovací baterie – má krátkou životnost a nesnáší neustálé hluboké vybíjení (40% už je katastrofa).

Pojďme si to shrnout – co je lepší a výnosnější vybrat?

A nakonec k otázce, které baterie jsou lepší. Jednoznačná odpověď neexistuje. Některé jsou odolné, výkonné, ale drahé. Jiné jsou levné, ale s průměrnými vlastnostmi. Ideální je instalovat lithiovou verzi, ta je však drahá a vyžaduje zakoupení speciálního ovladače. Alkalické, zejména nikl-kadmiové, jsou také drahé a těžko se shánějí. A standardní olověný regulátor, kterým je vybavena drtivá většina solárních panelů, bude nutné vyměnit za alkalický (nominální napětí článků je 1.37 V oproti 2 V u kyselých).

Optimální je používat olověné akumulátory. Většina solárních panelů je navíc vybavena ovladači pro práci s těmito typy baterií. Níže poskytneme tabulku pro výpočet úspor, na základě které si vyberete variantu, která je pro vás vhodná, a to jak cenově, tak i z hlediska životnosti a účinnosti.

Tabulka s výpočtem nákupních nákladů, nákladů na cyklus a životnosti baterie (kliknutím zvětšíte)

Zjistili jsme, které baterie lze nainstalovat na solární panel. Možností je mnoho. Který z nich si vyberete, je na vás, abyste se rozhodli na základě vašich tužeb a schopností.

Děkuji, pomohlo to! 3

Nyní si přečtěte:

Srovnání lithiových a olověných baterií