Existuje viacero druhov fotovoltických systémov, pri ktorých sa používajú rôzne druhy batérií. Zoznámime vás s tým, ako fungujú, aké sú ich vlastnosti a či sa viac oplatí fotovoltika s batériami alebo bez.
Fotovoltike kraľuje lítium
Fotovoltika bola dlho doménou olovených batérií, ktoré však majú množstvo nevýhod. Sú predovšetkým veľmi veľké a veľmi ťažké vzhľadom na svoju kapacitu. Nemajú schopnosť sa nabíjať a vybíjať tak rýchlo ako lítiové.
Olovené batérie sa teda používajú prevažne už iba v nenáročných fotovoltických systémoch typu off-grid (ostrovná prevádzka mimo rozvodnej siete) na chatách či v karavanoch.
Z trhu ich vytlačili lítiové batérie, najmä 2 druhy: lítium-iónové (Li-Ion) a lítium-železo-fosfátové (LiFePO4). Sú medzi nimi drobné rozdiely, Li-Ion majú o kúsok vyššiu energetickú hustotu a zvládnu o niečo vyššie nabíjacie a vybíjacie prúdy, sú však citlivejšie na zaobchádzanie.
LiFePO4 batérie majú nižšiu energetickú hustotu – a teda pri rovnakej kapacite zaberú o kúsok viac priestoru a vážia o niečo viac než Li-Ion. To je však prekážkou skôr v elektromobiloch, pri fotovoltických systémoch si ten kúsok priestoru navyše väčšinou nájdete. LiFePO4 batérie sú tiež odolnejšie voči hlbokému vybíjaniu a majú dlhšiu životnosť. Aj preto ide o najpoužívanejší typ batérií pre fotovoltické systémy.
Elektronika predĺži životnosť aj postráži teplotu
Výhodou olovených batérií je, že nie sú až také citlivé na správne nabíjacie napätie ako lítiové. Prebíjanie a hlboké vybíjanie môže lítiovým batériám veľmi skrátiť životnosť či spôsobiť ich prehriatie. Z toho dôvodu musia byť vybavené dodatočnou elektronikou – hovoríme jej systém manažmentu batérie, skratka BMS z anglického Battery Management System. Často sa označuje aj ako riadiaci modul a doplňuje sa do modulárnej zostavy batérie.
BMS sa stará o batériu ako celok aj o jednotlivé články. Batérie sa vytvárajú prepojením viacerých článkov s nízkym napätím do série. Kvôli výrobným toleranciám sa môže stať, že jeden alebo viac článkov bude mať mierne odlišné parametre alebo skryté výrobné chyby, čím by mohol ovplyvniť celú batériu.
BMS zariadi, aby sa každý článok napriek tomu nabíjal rovnakým napätím a prúdom, aby teplota pri nabíjaní či vybíjaní neprekročila určitú úroveň a aby nenastal medzi článkami skrat. V prípade potreby dokáže nasmerovať viac energie do článku, ktorý sa nabíja pomalšie. Takisto dokáže v kritických prípadoch odpojiť batériu od nabíjacieho obvodu či od záťaže a zabrániť tak prípadnému prehriatiu.
Okrem toho BMS vykonáva diagnostiku batérie a zaznamenáva aj údaje ako nabíjacie napätia, prúdy, teplotu a na základe nich dokáže vypočítať úroveň zdravia batérie (napr. 90 % oproti pôvodným 100 %).
Zapamätajte si: Pri výbere batériových modulov stavte na osvedčených výrobcov. Od ich kvality aj od kvality BMS, resp. riadiaceho modulu totiž závisí životnosť aj úroveň bezpečnosti.
Oplatia sa vôbec fotovoltika s batériami?
Rozdiely medzi fotovoltickými systémami pre rodinný dom bez batérií (on-grid) a s batériami (hybridné) sa pohybujú v rádoch tisícok eur, podľa kapacity batérie. To značne predĺži aj návratnosť investície. Na druhej strane, správne zvolená kapacita batérií vám pomôže maximalizovať využitie elektriny, ktorú vyrobia fotovoltické panely a návratnosť urýchliť.
Celú investíciu vrátane výkonu fotovoltických panelov a kapacity batérie by ste si preto mali vopred dobre spočítať. Niekomu sa oplatia batérie s väčšou kapacitou, niekomu s menšou a niekomu sa neoplatia vôbec. Univerzálna rada neexistuje, keďže záleží na tom, aký veľký dom máte, koľko ľudí v ňom žije či aký je ich denný režim.
Extra tip: Aj on-grid fotovoltaika, ktorá je bez batérií máte stále možnosť využívať službu tzv. virtuálnej batérie. Prebytky elektriny z fotovoltiky, ktoré práve neviete využiť, pošlete do rozvodnej siete a neskôr si ich môžete vyčerpať späť len za distribučný poplatok – napríklad v noci, keď zájde slnko alebo keď skrátka potrebujete elektriny viac než práve panely vyrábajú.
Zdroj úvodnej fotky: Freepik.com
