Baterie pro off-gird
Velký technologický pokrok v bateriích zapříčinil velký zájem u lidí který chtějí uskladňovat solární energii vyprodukovanou solárními panely v off-grid (ostrovních) a hybridních systémech a u lidí který chtějí být energetický soběstačný. Na trhu z tohoto důvodu máme na výběr tisíce baterii, vysvětlíme vám jak si vybrat tu pravou pro vás.
Proč si vybrat solární baterii?
Solární baterie slouží k uskladnění elektrické energie, primárně vyrobené ze solárních panelů, která není spotřebována v okamžiku jejího vzniku. Výhodou použití baterií v solárním systému je, že během noci, zamračeného počasí nebo nadměrného odběru dokáží poskytnout dodatečnou potřebnou energii (vzhledem k jejich kapacitu). V solárním systému se může nacházet i několik vzájemně propojených baterií. Pro nabíjení baterií ze solárních panelů je potřebný regulátor nabíjení.
Levnější neznamená lépe
Na trhu máme nespočet typů baterií. Auto baterie, lodní baterie atd. Velmi důležité při výběru správné baterie je pochopit že NE KAŽDÁ BATERIE ROVNÁ!
Systém s obnovitelnou energií vyžaduje hluboko-cyklovou baterii, to znamená že se baterie může hluboce vybít na delší dobu. Autobaterie jsou navrženy aby dodaly krátký výboj energie na nastartování auta, po nastartování dobíjí baterii alternátor. Proto se autobaterie i při jejich dostupnosti nedoporučují používat v solárních systémech.
Typy baterii
Nejdůležitější parametry při bateriích jsou počty cyklů, kapacita a napětí baterie. Našim zákazníkům vždy doporučujeme baterie na bázi lithia, které mají mnohem větší životnost, jsou lehčí a kompaktnější. Do domácností a jiných aplikací, kde je baterie cyklování denně doporučujeme téměř výhradně lithiové baterie.
Olověné baterie jsou používány v solárních systémech dlouhá léta. Ve srovnání s jinými bateriemi mají krátkou životnost a vydrží méně cyklů. Jejich výhodou je však nízká cena. Pro lidi kteří potřebují hodně uložené energie nebo záložní zdroj proto mohou být olověné baterie dobrá volba.
- Údržbová olověná baterie Nazývaná i trakční. Při používání vylučují plyn, proto místnost musí být dobře větraná. Musí se kontrolovat alespoň jednou za měsíc a pravidelně doplňovat destilovanou vodou. Údržbová olověná baterie je nejlevnější typ baterie pro solární systém, ale vyžaduje pravidelnou údržbu.
- Bezúdržbová olověná baterie Pokud nemáte čas na údržbu baterií, bezúdržbové baterie jsou pro vás lepší možnost. Tyto baterie mají větší cyklickou životnost jako údržbové. Pro výrobu tohoto typu baterií se používá gel nebo AGM.
- Lithiová baterie Většina moderních solárních systémů používá lithiové baterie. Nevýhodou je vyšší cena oproti olověným. Na druhé straně však mají větší životnost, netřeba jejich udržovat a jsou efektivnější.
Většina lithiových baterií má 10 letou záruku a mnoho z nich vydrží i po záruce. Olověné baterie byste během 10 let museli 2-3 krát vyměnit za nové.
Důležité parametry při výběru baterií
Kapacita (kWh) Kapacita baterie by měla správně udávat v kilowatt-hodinách (kWh). Často je však udávána v ampérhodinách (Ah). Po vynásobení ampérhodinách (Ah) a napětí (V) dostanete kapacitu ve watthodinách. Kapacita baterie však neznamená kolik výkonu vám baterie dodá. Při solárních bateriích třeba přihlížet i na výkon při odběru udávání v kilowattech (kW).
Baterie s velkou kapacitou (kWh) a nízkým výkonem (kW) vám dodá málo energie po delší dobu například na napájení malých spotřebičů.
Baterie s nízkou kapacitou (kWh) a vysokým výkonem (kW) vám dodá hodně energie i na napojení celého domu no po kratší dobu.
Ampérhodinách (Ah) Hodnota proudu (A) kterou umí za hodinu baterie dodat. Baterie s hodnotou 1AH umí při svém nominálním napětí (V) dodat proud 1A za hodinu.
Napětí (V) Hodnota napětí (V) kterou umí daná baterie dodat. Olověné baterie jsou většinou 12V, 6V nebo 2V. Při zapojení baterii do sérií můžeme získat více Voltů. Většina lithiových baterií se vyrábí 12V, 24V nebo 48V. Větší napětí (24V nebo 48V) se používá při větších systémech větších kapacitách baterií a silnějších měničích. Vyšší napětí je více efektivní, stačí použít menší kabely a umožňuje napojit několik solárních panelů na regulátor nabíjení.
Proud (A) Udává kolik umí daná baterie dodat proudu (A). Výkonnější spotřebiče vyžadují větší výkon takže i větší proud.
Hloubka vybití (DoD) Většina solárních baterií potřebuje být neustále nabitá kvůli jejich chemickým složkám. Pokud vybijete baterii na 100%, její životnost se významně zkrátí. Většina výrobců udává hloubku vybití na zajištění nejlepšího výkonu baterií. Pokud ma baterie například 10 kW a DoD 90%, nikdy bychom ji neměli vybít na méně než 1kWh, takže využijeme z 10 kW pouze 9kWh.
Olověné baterie mají většinou DoD okolo 50% a lithiové okolo 80%. Obecné byste si měli vybrat baterii s největší hodnotou hloubky vybití na nejefektivnější využití kapacity baterie.
Účinnost Solární baterie nejsou 100% efektivní. Energie se během nabíjení a vybíjení stráca.Olovené baterie jsou 80-85% efektivní, lithiové baterie dosahují účinnosti až 95-98%.
Příklad - solární panely vám vyprodukují 1000 Wattů výkonu, olověné baterie uskladní pouze 800 až 850 Wattů, přičemž lithiové baterie vědí uskladnit 950 až 980 Wattow z vyprodukované energie.
Únavovou životnost Každý krát když se baterie nabije a vybije udělá jeden nabíjecí cyklus. Každá baterie ztrácí nabíjecími cykly na své životnosti. Nejlepší odhadnete životnost baterie není podle jejího let ale podle nabíjecích cyklů.
Jakou baterii potřebuji na solární systém?
Prvním krokem je zjistit kolik elektrické energie spotřebujete. To můžete zjistit na faktuře od dodavatele elektrické energie nebo měřičem spotřeby. Pokud spotřebujete 10 kW elektrické energie denně potřebujete baterie které vám tolik energie dodají. Při výpočtech musíte počítat i s faktory jako účinnost baterie, hloubky vybití (DoD) a další.
Při výběru velikosti baterií myslete do budoucnosti, protože rozšiřování bateriové sestavy je náročné a neefektivní. Pokud rozšiřujete sestavu starých olověných baterií novou baterií, nová baterie se přizpůsobí kapacitě a charakteristik staré sestavy, to znamená že po připojení nová baterie okamžitě zostarne.Ak chcete rozšířit sestavu olověných baterií první rok, není to kritické ale starší sestavu byste rozšiřovat určitě neměli .Většina lithiových baterií může být rozšířena, protože každá baterie má systém řízení baterií, který kontroluje stav nabití a reguluje baterie v sestavě.
Výpočet potřebné kapacity baterií
Pokud víte kolik energie spotřebujete použijte tento výpočet na zjištění výsledné kapacity baterií.
Jako příklad vypočítáme kapacitu baterií při spotřebě 10 kW za den.
- Připočtěte faktor účinnosti baterie (80% olověné a 95% pro lithiové)
- Olověné: 10 kW x 1.2 (80% účinnost)
- Lithiové: 10 kW x 1.05 (95% účinnost)
- Připočtěte hloubku vybití (DoD) (50% pro olověné a 80% pro lithiové)
- Olověné: 10 kW x 1.2 x 2 (50% DoD)
- Lithiové: 10 kW x 1.05 x 1.25 (80% DoD)
- Připočtěte další ztráty energie způsobené měničem napětí a regulátorm nabíjení (obecně 5-10%)
- Olověné: 10 kW x 1.2 x 2 x 1.05 (5% ztráta)
- Lithiové: 10 kW x 1.05 x 1.25 x 1.05 (5% ztráta)
Při použití olověných baterií a spotřebě 10 kW denně potřebujeme minimálně 25.2 kWh kapacity.
Při použití lithiových baterií a spotřebě 10 kW denně potřebujeme minimálně 13.8 kWh kapacity.
Tato čísla jsou minimální kapacita vaší sestavy baterií. Vaše solární panely musí být navrženy tak aby vám baterii věděli během spotřeby dobíjet.
Při nabíjení olověných baterií třeba brát ohled nato že se doporučují nabíjet a vybíjet při maximálním proudu 20% z hodnoty celkových ampérhodinách. To znamená pokud máme baterii 100Ah doporučujeme ji kvůli životnosti nabíjet a vybíjet při max. proudu 20A.
Převod na Ampérhodiny
Na převod kapacity (kWh) do ampérhodinách použijte jednoduchý vzorec - kapacita (kWh) děleno nominální napětí (V) baterie.
- Olověná baterie - 25.2 kWh / 12V = 2.1 kAh = 2100 Ah
- Lithiová baterie - 13.8 kWh / 12V = 1.15 kAh = 1150 Ah