Úvod »Zásady fotovoltaiky » Solárna batéria
Solárna batéria
Batéria je zásobárňou a srdcom celého systému. O batériách sa dá veľmi veľa písať, preto by som to zhrnul do relatívne krátkeho článku. Je to najcitlivejšia časť solárneho systému, pritom aj najdrahšia.
Rozdelenie batérií:
Autobatérie
Solárne batérie
Autobatérie: sú batérie ktoré majú veľmi tenké olovené platničky, aby bolo dosiahnuté kôli veľkej ploche rýchle odovzdanie elektrickej energie pri naštartovaní auta. Do niekoľkých sekund odovzdajú energiu a po naštartovaní sa ihneď dobijú cez alternátor auta. Výrobcovia to vedia a preto batérie sú veľmi jednoducho konštruované nakoľko zvládnu záťaž bez problémov. Ak ich párkrát hlboko vybijete už sa nedokážu celkom spamätať.Pri zaťažení po 10 sekundách sa rýchle začnú ohrievať. Vedie to k deformáciám olovených platničie.Rýchlo nasáva aj v batériách sulfatízácia. Ak je batéria vybitá v kyseline sa vytvárajú kryštáliky soli ktoré sa lepia na olovené platničky. Výrobcovia to vedia ale počítajú s tým, že sa v aute kde beží alternátor sa to nemôže stať. Ako náhle sa dve platničky spoja nastáva skrat v batérii a to je s batériou koniec. Klasický prípad večer to ešte štartovalo a ráno už nie. Kryštáliku fungujú zase ako izolácia na platničkách. Ak auto nenaskočí ihneď druhý pokus už nie je, alebo treba počkať pár minút. Klesá kapacita na takú nízku úroveň, že si radšej kúpite novú batériu.Napriek tomu si veľa ľudí kupuje do solárneho systému autobatérie. Životnosť je plánovaná na tri roky. Ak chodíte málo s autom, alebo dlhé trasi tak môže vydržať až sedem rokov. To je ale tá batéria, ktorú Vám dajú k novému autu. Takú istú kvalitu už nekúpite. Skúsenosť. Takže kúpite si autobatériu do solárneho systému je lacnejšia o 30% percent ako solárna a ste spokojný , že ste ušporili. Je to pravda? Nie! V solárnom systéme pri cyklovaní je životnosť jeden rok.
Životnosť batérie:
Batéria pri nabitom stave má nasíteny elektrolyt , a preto sa kryštáliky soli(sulfatizácia) nevytvárajú. Ako náhle sa však začne vybíjať začnú sa kryštáliky vytvárať. Čím je vybitie hlbšie tým rýchlejšie prebieha tvorba. Ako náhle sa batéria znovu nabije reakcia prestane prebiehať. Ale tu by som podotkol, že to ako keby Vás niekto hodil kúskom hliny. Rukou odhrniete väčšinu, ale šaty budete mať aj tak špinavé. To isté sa deje v akumulátoroch. Veď keby sa nevytváral ten tenký film na platničkách, batéria by bola nesmrteľná.Výrobcovia "bojujú" aby vytvorili niečo čo by zamedzilo, aby sa vytvorili kryštáliky, ale zatiaľ nič neexistuje. Dá sa to len spomaliť. Ako?Prvom rade na to myslí výrobca.
Platničky v solárnych batériách sú natreté filmom od ktorého sa lepšie odlupujú kryštáliky, alebo sa ťažšie prilepia. Označené je to DEEP CYKLE. Druhá zbraň je kvôli ohýbaniu sa platničiek. Dávajú hrubšie platničky kombinované s dalšímy kovmi. Platničky , preto sa ťažšie vedia ohýbať. Toto všetko predlžuje životnosť batérie.
Čo môžete spraviť vy :
Kupujte najväčšie batérie ktoré si viete dovoliť. Viem je to finančne náročné, ale keď ich budete vymieňať trojročne výjde to drahšie. Prečo vysvetlím :
Máte klasickú 100Ah batériu. Jeho životnosť je 400cyklov pri 75% vybíjaní. Výpočty nebudú presné je to len aby ste pochopili princíp.
Jeden cyklus je 500W. Vy potrebujete denne 500W. To znamená, že po 400 cykloch batéria končila svoju životnosť. To je len 1 rok a niečo. Presne. Čím hlbšie a častejšie vybíjate batériu, tým skôr sa zničí.
Sused má batériu napr. AGM 200Ah. Jeden cyklus je 2000W.
Potrebuje tiež 500W. Jeden cyklus ale u neho trvá 4 dni. To znamená, že jeho batéria sa zničí za štyri roky a niečo.Poviete si ale ja využívam systém len cez víkendy, preto mi to výdrži dlho. Pravda, ale keď sused bude to isté robiť, kedy sa zničí potom jeho batéria?
Vráťme sa k teórie:
EQUALIZER:
je to vlastne funkcia niektorých regulátorov, ktorá raz za mesiac dovolí, aby regulátor prebil batériu nad normálnu hodnotu. V batéria sa začne ohrievať. Uvoľňuje sa plyn z elektrolytu. Pozor výbušný. Kvôli plynu sa elektrolyt premiešava. Nárastom teploty sa platničky začnú rozťahovať a film sulfát ktorý je tvrdý praská a odlupuje sa z platničky. Klesá a sadá na spodok batérie. Nárastom napätia a teploty sa určitá časť aj rozpustí.
Výsledok je zlepšenie kapacity a životnosti batérie. Pri tomto programe by sme mali byt prítomný. Nikdy nenastavovať automatický program. Otvory je najlepšie nechať otvorené a treba sledovať aj teplotu batérie.
Po ukončení, treba skontrolovať hladinu elektrolytu a v prípade potreby doliať destilovanú vodu.POZOR! equalising je možné robiť len pri otvorených olovených batériach, kde je možné doliať vodu. AGM a GEL sa nesmu prebíjať.
Ativátor:
je malá elektronika, ktorá udržuje batériu v dobrej kondícii. Funguje na princípe výboja. Nabije sa potom uvoľní výboj viackrát za sekundu do batérie. Sulfátový film je v rannom štádiu veľmi tenký a jemný a pravé tu je princíp. Výboj narúša sulfátový film a kryštáliky sa nedokážu tak ľahko nalepiť na platničky. Náboj má vyššie napätie ako batéria a preto sa aj časť kryštáliku rozpustí. Má význam pre nové batérie, ale aj pre staršie kde rozpúšťa kryštáliky.
Nabíjací prúd:
Nabíjací prúd je prúd ktorým sa môže batéria na bíjať. Veľa ľudí si to ani neuvedomuje, skúsenosť podľa otázok zákazníkov. Stretol som sa veľa krát zo systémami kde na solárnu batériu bolo nalepených veľa, veľmi veľa panelov. Niektorý mi veria druhy si myslia, že aha chce zarobiť. Mne je to jedno ja len chcem poradiť a zvýšiť spokojnosť ľudí.
Univerzálny zákon :
Klasická olovená batéria sa možé nabíjať max. 10% kapacity. To znamená. 100Ah bateria sa môže nabíjať 10A teda jeden 120w solarny panel a nie 500W čo bezne vidim. 230AH 23A.
AGM A GEl. Tu treba dodržiavaž pokyny výrobcu. Vačšinou je to napísane ináč plati 100Ah batéria sa môže nabíjať 30A a 200Ah 50A. Malé 50Ah 15A.
AGM batérie sú uzavreté batérie, ktoré dokážu pri nabíjaní recyklovať plyn , ktorý sa vytvorí pri nabíjaní, preto elektrolyt neuniká. Majú v sebe ochranný ventil a tu je problém, ktorý keď tlak batérií presiahne určitú hodnotu, tak uvoľní tlak do okolia, aby sa nepoškodila batéria. Vtedy uniká vlastne elektrolyt a ten už sa nedá nahradiť ako pri klasických batériách. Preto postupne sa batéria vysušuje čo vedie k poškodeniu. Je veľmi dôležité dodržať maximálny nabíjací prúd.
Typy batérií:
Autobatérie: už nebudem rozpisovať
Trakčné batérie: olovené platničky sú hrubšie väčšinou miešané solmy Ca,Mg, čo zabezpečuje dlhú životnosť a cyklickosť. Životnosť samotnej batérie je do päť rokov pri pravidelnom nabíjaní.
počet cyklov je 500 celých cyklov do 50% vybíjania do 1000 cyklov pri 25%. Dobre znášajú akútne zaťaženie a dlhodobé pomalé vybíjanie. Nabíjací prúd 10% kapacity.
Zaradil by som sem ešte krátko:
Nicel Candium batérie: Sú to lúhové batérie ,ktoré sú veľmi dobré, len jedna vec je cena. Druhá vec je potreba vymieňať elektrolyt kvôli oxidácii raz za dva roky, čo je nebezpečná babračka. Životnosť je do 20 rokov a cyklická životnosť do 700.
(Tu by som dodal vlastnú skúsenosť. Mal som batérie NKD 360AH. Počet cyklov neviem. Staré 30rokov z lokomotívy. Po vymenení elektrolytu a vymiti peroxidom dávali ešte 320Ah, preto som ich nazval nezničiteľné). Majú iné nabíjacie napätie ako olovo a nabíjací prúd je 10% kapacity. Slabo znášajú akútne veľké zaťaženie, ale veľmi radi uvoľňujú výkon dlhodobo. Ak máte možnosť sa kním dostať a nebojíte sa práce s lúhom určite sa oplatia.
AGM a GEL olovené batérie:Sú batérie bez tekutého elektrolytu, ktoré veľmi dobre znášajú život v solárnom systéme. Dajú sa nabíjať vysokými prúdmi a dajú sa aj vybíjať vysokými prúdmi. Pri ich je dôležité dodržiavať nabíjací prúd. Prečo so už hore opísal. Napr. 100Ah znesie až 30A, čo je oproti klasickej batérie 10a veľmi dobrá hodnota.
Životnosť pri pravidelnom nabíjaní je do 10rokov až 20rokov. To je životnosť ak sa nepoužívajú len dobíjajú.
Cyklicky znesú 700 cyklov pri 80% vybití. 900 cyklov 50% vybití a pri 25%vybití dokonca 1400 cyklov.
Ku Gél batérii by som len dodal, že je veľmi citlivé na nabíjanie, preto tu treba dodržať hodnoty presne.
AGM nie je až také citlivé, preto ho radšej používam.
Pancierové olovené batérie:
SOPzS a POPzS
to je už iná kategória olovených batérií. Sú to batérie špeciálne zamerané na použitie v solárnych systémov. Ich životnosť je až 20 rokov. Majú špeciálne vytvorené olovené platničky natreté filmom, plus špeciálne izolátory sieťky medzi lamelami. Čo presne to si každý výrobca chráni. Je to maximum čo sa dá teraz z olovených batérií dostať. Výborne znášajú nabíjanie, vybíjanie vysokými prúdmi a skladujú obrovské množstvo energie, ktoré aj vedia uvoľniť. Sú skoro bez údržbové. Treba ich raz za tri mesiace kontrolovať a v prípade potreby doliať elektrolyt. Cyklická životnosť je do 1500 cyklov pri 80% vybíjaní 3000 cyklov pri 50% vybití, a až 5000 cyklov pri 25% vybití a preto je dôležité kúpiť si veľkú baterku. Nevýhody:Sú to predsa len olovené batérie, preto sa treba snažiť ich držať nabité čo sa v reálnom živote ťažko dodržuje. Cena. Sú to drahé batérie, ktoré majú význam len vo väčších systémoch.
A teraz poďme na VIP batérie:
LIPO,LIFEPO,LIFOPO4 Ako začať, asi takto. Najdrahšie, najcitlivejšie, najsilnejšie batérie momentálne na trhu.
LIPO LIION boli batérie , ktoré sa začali používať boli veľmi nestabilné. Pri prebití vybuchovali, pri skrate horeli. Preto sa žiadalo vytvoriť niečo lepšie a vzniklo LIFEPO4.
Sú to batérie, ktoré majú dlhú životnosť , cyklickosť. Je možné ich vybiť na 80% až 100% čo by som neodporúčal. Dajú sa nabíjať až 100% kapacity čo znamená, že 100Ah batéria sa dá nabíjať 100A a krátkodobo až 200A. vybíjanie to isté. Ako sa to prejavuje v praxí.
Veľké solárne systémy sa môžu napájať na malé batérie. Ak malú olovenú batériu zaťažíte veľkým prúdom sa skoro vybije. Vysvetlím. 100Ah olovo zaťažíme 1000W tak nám po 10 minútach bude ukazovať, že je vybitá, lebo nedokáže za krátku dobu odovzdať svoj výkon. LIFEPO nie. Ten Vám do poslednej kvapky vydrží a keď bude vybité tak sa ozve. Druhá vec. Ak olovo chcete nabiť napr. 1000W potrebujete dodať do batérie 1300w, ale batéria Vám vráti len 800W. LIFOPO potrebuje 1100w a vráti 900W. Takže menšie straty pri používaní.
Hmotnosť je minimálne o 65% menšia ako olovo. LIFEPO je jedno či ho skladujete nabité, alebo vybité, či ho nabíjate krátko, pomaly, alebo rýchlo, je to "malé pažravé prasiatko". Tak keď sme už vychválili LIFEPO4 až do neba pozrime sa na druhu stranu nevýhody.
Málo výrobcov a dodávateľov. Nepomýliť s predajcom. Preto vysoká cena nakoľko chýba konkurencia.
Krátkodobé testy , ktoré nedokážu ešte odhaliť všetky chyby. Napríklad nové štúdie hovoria, že aj LIFEPO ma memory efekt. To znamená, že ho udržiavajte, alebo sa snažte ho udržiavať nabité. Nenechávajte ho dlho vybitom stave. Vybíjanie pod 0°C nie je problém. Nabíjanie už nemá rád. Ideálna teplota 25°C, teda pivnica.
Záruka: Výrobca dáva na výrobok len záruku, ak je nabíjanie a vybíjanie neustále kontrolované a pozor zaznamenané !Ak nemáte super drahú monitorovaciu elektroniku a uložene dáta neuznajú záruku.
LIFEPO je citlivé na max. vybijacie a nabíjacie napätie. Stačia len odchýlky 0,3V a už nastavajú nevratné zmeny v batérii. Pri olove chytíte hlavu necháte batériu vychladnúť ak je prebitá a poviete si, že budem dávať nabudúce lepši pozor. Batéria sa zotaví a funguje ďalej. LIFEPO4 nie.Tu stratíte kapacitu, alebo batéria sa deformuje a bude dávať nulový výkon. Batéria končí.
Preto sa používajú BMS. Elektronika ktorá presne meria a prípade potreby odpoji batérie.
Druhá vec balancovanie. Batérie sa dajú kúpiť buď v celku 12v batéria nikdy nekupujte, alebo články s 3,2V správna voľba. Ak spojite články dokopy Vám vytvoria potrebné napätie. Články sa počas používania radi rozbalancujú. To znamená jedna bude mat 3v a druhá už 3,4V. Síce vy nastavíte regulátor na 14,4V a aj budete mať toto napätie, ale články budú vykazovať inú hodnotu. Ak na jednom článku vystúpi hodnota nad 3,6v článok sa ničí. Na to sa používajú balancerý ktoré dokážu dodržiavať napätie potrebných hodnotách.Teraz ešte pár pozitívnych vecí k LIFEPO. Ak si kúpite 100Ah článok dostanete väčšinou kapacitu okolo 110Ah. Výrobcovia ešte nedokážu vytvoriť presné články.
Olovo sa ma vybíjať maximálne na 50%.
LIFEPO na 90%.
To znamená, že ak mate 100h LIFEPO budete mať toľko energie ako keby ste mali 200Ah olovo.
Životnosť garantovaných 1500 cyklov pri 90% vybití. Pri 70% vybití 3000 cyklov. Pri 50% vybití 5000cyklov a pri 25%vybití 7 až 8000 cyklov. Tu by som dodal, že posledná hodnota je hodnota z laboratória a nie zo života. Teda bateria bola vybitá a hneď nabitá. Ale 7000 cyklov keď za rok minieme 220 cyklov je 30 rokov. A čo bude s technológiou za tridsať rokov by som rád vedel.
Takže, ak sa rozhodnete pre LIFEPO dožujte pár zásad rady do života:
Články vybíjajte do 3V nabíjajte do 3,4V, lepšie 3,3V. Viem, že potom nevyužijete celú kapacitu, ale životnosť batérie sa predlží extrémne. Používajte minimum balancéry. Ak si to môžete dovoliť BMS.
NAKONIEC ZHRNUTIE:
Kupujte najväčšie batérie ktoré si môžete dovoliť.
Nešetrite ak sa jedná o rozdiel pár eur.
Dodržujte nabíjacie hodnoty.
Skúste batérie nabiť čim skôr po vybití.
Nenechávajte batérie dlho vybité.
Nezaťažujte batérie extrémnýmy záťažami okrem LIFOPO.
Kontrolujte hladinu elektrolytu kde sa dá.
Skúste dodržať ideálnu teplotu.
Čím väčšia batéria tým nižší vybijací cyklus sa = viac cyklov a dlhšia životnosť batérie.
Nech Vám dlho slúžia!!
