Akumulácia a batérie pre fotovoltaiku

Hlavným „problémom“ využitia fotovoltaiky je, že fotovoltaika produkuje elektrinu keď svieti slnko – a podľa toho ako svieti a nie podľa toho aká je spotreba. Možností čo s týmto nesúladom produkcie a spotreby je niekoľko:

  • Presunutie spotreby podľa produkcie fotovoltaiky – samozrejme prvou „voľbou“ je využiť výkon fotovoltaických panelov čo najviac napriamo. Vo väčšine domácnosti to však nie je kvôli priebehu spotreby elektriny v rámci dňa a tiež roka rozumne možné. Možností nie je veľa – môžete napr. pustiť práčku alebo klimatizáciu cez deň a nie večer, ale to nijako výrazne nepomôže. Čiastočným riešením pre domácnosti, ktoré ohrievajú teplú vodu počas leta v elektrickom bojleri, je tiež využitie napr. Wattroutera na ohrev vody v bojleri, kedy sa teplá voda ohrieva z „prebytkov“ produkcie fotovoltaiky inak nespotrebovaných v domácnosti. Na druhej strane, netreba byť otrokom technológií a dnes už nemá až taký význam si s týmto prístupom „lámať hlavu“.
  • Batérie k fotovoltaike – fotovoltaický systém s akumuláciou v batériách si vyžaduje vyššiu investíciu a návratnosť je tým dlhšia. A dnes už aj otázna. Batérie má význam dimenzovať tak, aby vykryli výkyvy produkcie a spotreby v rámci dňa a pokryli (väčšiu) časť spotreby večer a v noci, na dlhší čas ako do druhého dňa je to už maximálne neefektívne „vyhadzovanie“ peňazí. Batériami zlepšíte využitie fotovoltaiky v letnom polroku, ale so spotrebou v zimnom polroku (kedy fotovoltaika produkuje výrazne menej) nič neurobíte.
  • Virtuálna batéria (a podobné služby dodávateľov elektriny) – v súčasnosti je to pre väčšinu domácnosti najrozumnejší, najefektívnejší a najjednoduchší spôsob ako sa „vysporiadať“ s nesúladom produkcie fotovoltaiky a spotreby domácnosti. Samozrejme, virtuálna batéria nie je 1:1 – stále platíte distribučné poplatky, ale dnes je pomer ceny samotnej elektriny voči jej distribúcii zhruba 60/40 a do budúcnosti bude tento pomer (podľa všetkého) vyšší smerom k cene elektriny. Teda v budúcnosti zrejme „ušetríte“ viac z celkovej ceny za elektrinu. Pritom je to jednoduché a nemusíte nič riešiť ani investovať do fyzických batérií. Navyše, takto viete pomerne zaujímavo fotovoltaikou „skresať“ náklady na elektrinu od jesene do jari, čo je zaujímavé hlavne pre tie domácnosti, ktoré využívajú elektrinu na kúrenie – tepelným čerpadlom, odporovým vykurovaním alebo infrapanelmi. Jednoducho v lete si vyrobíte nadbytok elektriny, ktorú máte potom v zime cez virtuálnu batériu lacnejšiu.
Doba sa mení a aj keď boli batérie pre časom zaujímavým spôsobom ako zlepšiť využitie fotovoltaiky, dnes je ich ekonomická „výhodnosť“ (veľmi) otázna, hlavne v porovnaní s virtuálnou batériou.

Pre fotovoltaiku sa dnes už pomerne jasne presadili lítiové batérie (hlavne lítium-železo-fosfátové – LiFePO4). Zdá sa, že oloveným (solárnym) batériám už (definitívne) „odzvonilo“. I keď sú olovené batérie na prvý pohľad lacnejšie, vydržia násobne kratšie (3-5 rokov), lítiové vydržia aj 15 – 20 rokov a viac. Voľba, či lítiové alebo olovené batérie, sa už jednoznačne priklonila v prospech lítiových batérií, napriek ich vyššej cene totiž v konečnom dôsledku vychádzajú výhodnejšie (pri prepočte na jeden cyklus – teda cena/životnosť) ako olovené batérie.

Lítiové batérie

Pri lítiových batériách sa využívajú v zásade dve hlavné technológie: lítium-fosfát-železo LiFePO4 a „klasické“ lítium-iónové. Pre presnosť, obe technológie sú technicky lítium-iónové, ale pod takýmto označením sa s nimi najčastejšie stretnete:

  • Li-Fe-PO4 – lítium-fosfát-železo: výhodou je dlhšia životnosť, určitou nevýhodou nižšia „hustota energie“ (cca. 90-140 Wh/kg), čo však pri fotovoltaike až-tak nevadí, nie je totiž najhlavnejšie, koľko batéria váži. Väčšina výrobcov batérií pre fotovoltaiku využíva túto technológiu.

  • Li-ion – „klasické“ lítium-iónové, presnejšie lítium-nikel-mangán-kobalt-oxidové: využívajú sa hlavne masovo vyrábané štandardizované Li-ion batériové články 18650, ktoré sú „poskladané“ do kompaktnej batérie. Tento typ batérií má výhodu vo vyššej hustote energie (cca. 200 Wh/kg) – preto sa využívajú v elektromobiloch (kde sa mimochodom najčastejšie využívajú spomínané 18650 batérie), kde je hmotnosť dôležitá, majú však kratšiu životnosť, orientačne 50-70% životnosti Li-Fe-PO4. Túto technológiu využíva napr. LG-Chem.

Nie každú lítiovú batériu je možné použiť s akýmkoľvek meničom. Výrobcovia meničov „obmedzujú“ ich kompatibilitu len na určité značky batérií, niektorí (napr. Huawei) idú ešte ďalej, a umožňujú použiť len ich vlastné batérie. Z tohto pohľadu je určitou výnimkou GOODWE, ich obchodnou stratégiou je kompatibilita s čo najširším radom batérií.

Lítiové batérie pre rôzne výkony meničov sa tiež líšia:

  • Nízkonapäťové batérie (48 V) – používajú sa tam, kde sa „nepredpokladá“ vysoká kapacita batériového úložiska, hlavne pri jednofázových hybridných meničoch. Batérie sú zapojené paralelne, teda napätie celého batériového úložiska zostáva rovnaké (48 V) a prúd sa „rozdeľuje“ medzi jednotlivé batérie. Výhodou je nižšia cena.

  • Vysokonapäťové batérie (stovky V) – používajú sa pre výkonnejšie trojfázové meniče, kde je (predpoklad) potreby vyššej kapacity batérií. Takéto riešenie si vyžaduje samostatné a komplikovanejšie BMS (battery management system), sú teda drahšie. Batérie sú prepojené sériovo – prúd zostáva rovnaký, zvyšuje sa napätie.

Odporúčame (alebo ako sa hovorí, vyskúšali sme za vás):

PYLONTECH

  • Veľmi obľúbené a rozšírené lítiové batérie
  • Výhodná cena bez kompromisu na kvalite a životnosti
  • Pylontech má vlastnú výroby od batériových článkov a jednotlivých komponentov po kompletnú batériu, teda má „pod kontrolou“ celý výrobný cyklus.

BYD

  • BYD vyrába primárne elektromobily, na ázijskom trhu je je jedným z popredných „hráčov“
  • Okrem toho je BYD je tiež popredným výrobcom batériových systémov
  • Kým Pylontech je „masovým“ producentom toho „osvedčeného“ a vie to robiť kvalitne a za veľmi dobrú cenu, BYD výrazne investuje do výskumu a vývoja novších technológií, čo tiež súvisí s pôsobením spoločnosti v elektromobilite.