Instalacje fotowoltaiczne składają się z wielu elementów. W naszych artykułach opisaliśmy już, jak działa falownik i przedstawiliśmy jak wygląda budowa ogniwa fotowoltaicznego. Skupimy się teraz na kolejnym komponencie. Instalacja off-grid w odróżnieniu od instalacji sieciowej wymaga elementu, który będzie magazynować wytworzoną energię. Komponentem tym jest akumulator. Na rynku dostępna jest szeroka oferta akumulatorów, które różnią się od siebie wieloma parametrami. Odpowiednie akumulatory do fotowoltaiki są niezbędne do efektywnego magazynowania prądu. W poniższym artykule tłumaczymy, na co zwrócić uwagę przy zakupie akumulatora do domu i jaki akumulator do fotowoltaiki wybrać.
Akumulator do fotowoltaiki – podstawowe informacje
Akumulatory do fotowoltaiki umożliwiają wielokrotne ładowanie oraz rozładowywanie energii dzięki efektowi odwracalnych reakcji chemicznych. Odbywają się one w elektrodach zamoczonych w elektrolicie. Akumulator pracuje w dwóch cyklach – ładowania oraz rozładowywania energii skumulowanej w akumulatorze. Pierwszy cykl polega na przetworzeniu energii elektrycznej na energię chemiczną, natomiast drugi cykl odwrotnie – energia chemiczna zamieniana jest na energię elektryczną. Akumulator nie pracuje jednak w nieskończoność – za każdym razem przy ładowaniu oraz rozładowywaniu, zachodzą w nim nieodwracalne reakcje, które powodują stopniowe zużycie akumulatora.
Akumulator do fotowoltaiki – parametry
Przeglądając oferty akumulatorów zwracamy głównie uwagę na pojemność oraz napięcie akumulatora. Pojemność podawana jest najczęściej w amperogodzinach (Ah), lub rzadziej w kulombach (C). 1 Ah jest równy 36 000 C. Oznacza to, że akumulator może podawać prąd o natężeniu 1 A przez 36 godzin. Napięcie akumulatora natomiast zazwyczaj wynosi 12 lub 24 V.
Na co zwrócić uwagę? Jaki akumulator do fotowoltaiki wybrać?
Wybierając akumulator do fotowoltaiki, musimy patrzeć pod nieco innym kątem niż przy wyborze akumulatorów do innego użytku. Ważne więc jest, żeby kupić akumulator dedykowany, który spełni odpowiednie wymagania. Zwróćmy uwagę, aby akumulator był przystosowany do pracy ciągłej, czyli takiej, w której jest stopniowo ładowany i rozładowywany. Ten typ akumulatorów jest szczególnie polecany do instalacji fotowoltaicznej. Nie sprawdzi się w fotowoltaice akumulator, który pracuje w cyklu buforowym (cały czas maksymalnie naładowany i szybko rozładowywany). Warto również sprawdzić, czy akumulator pracuje w szerokim zakresie temperatur, a okresy doładowywania są liczone w dniach.
Jaki akumulator do fotowoltaiki wybrać?
Na rynku dostępna jest szeroka oferta różnego rodzaju akumulatorów. Ze względu na ich budowę oraz zasadę działania dzielimy je na trzy podstawowe typy: klasyczne, żelowe oraz AGM.
Akumulatory kwasowo-ołowiowe
Są to najbardziej popularne akumulatory, jednak nie są zbytnio polecane do instalacji fotowoltaicznej. Akumulatory kwasowo-ołowiowe wykorzystuje się najczęściej w samochodach. W tym rodzaju akumulatora ogniwo jest wypełnione ciekłym elektrolitem (wodny roztwór kwasu siarkowego). Elektrody składają się głównie z ołowiu oraz tlenku ołowiu. Zauważyć należy, że akumulatory tego typu bardzo źle znoszą częściowe i całkowite rozładowanie. Taka sytuacja jest częsta w instalacjach fotowoltaicznych, w których akumulatory bardzo rzadko są w pełni naładowane. Skutkuje to stopniowym zakwaszaniem akumulatora, przez co staje się mniej wydajny i gwałtownie traci swoją żywotność. Największą zaletą tego typu akumulatorów jest stosunkowo niska cena. Jeżeli decydujemy się na wykorzystanie akumulatora kwasowo-ołowiowego pamiętajmy, aby kupić dodatkowe wyposażenie. Są to najczęściej zewnętrzne systemy mieszające elektrolit, dzięki czemu zmniejszamy skutki wolnego ładowania akumulatora.
Akumulatory żelowe
Kolejnym rodzajem są akumulatory żelowe. Są one szczególnie polecane do instalacji fotowoltaicznych. Dlaczego? Elektrolit w ogniwie nie ma już płynnego stanu skupienia – posiada natomiast żelową konsystencję. Główną zaletą tych akumulatorów jest brak rozwarstwienia elektrolitu podczas wolnego ładowania, które jest charakterystyczne w instalacjach fotowoltaicznych. Akumulatory żelowe cechują się również wysoką sprawnością ładowania oraz nie wymagają takiej wentylacji, jak w przypadku akumulatorów klasycznych. Akumulatory żelowe dobrze znoszą dłuższe naładowanie do połowy, dzięki czemu dobrze sprawdzają się w instalacjach off-grid. Pamiętajmy jednak, że tego typu akumulatory źle znoszą głębokie rozładowanie, które trwa dłużej niż 24 godziny.
Akumulatory AGM
W instalacjach fotowoltaicznych często montowane są również akumulatory AGM (Absorbed Glass Mat). Elektrolit w tego typu akumulatorze umieszcza się w specjalnych separatorach wykonanych z włókna szklanego, które znajdują się pomiędzy ołowiowymi płytami akumulatora. Dzięki temu nie ma możliwości wycieku elektrolitu podczas mechanicznego uszkodzenia (ma to miejsce w klasycznych akumulatorach). Konstrukcja akumulatorów AGM zawiera specjalny zawór ciśnieniowy, który jest zabezpieczeniem przed nadbiernym gromadzeniem się gazów (np. podczas przeładowania akumulatora). Dzięki temu akumulatory AGM charakteryzują się wysoką sprawnością. Co ważne, akumulatory tego typu można montować w każdej pozycji – w przeciwieństwie do akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Głównymi zaletami akumulatorów AGM są: koncentracja energii na wysokim poziomie oraz wydajne odprowadzenie ciepła, które wytwarza się podczas przepływu prądu. Największą wadą tego typu akumulatorów jest najkrótsza żywotności i najmniejsza ilość cykli ładowania-rozładowania. Z tego powodu akumulatory AGM rzadko instaluje się w większych instalacjach fotowoltaicznych.
Akumulator do fotowoltaiki – eksploatacja
Po odpowiednim wyborze i zamontowaniu akumulatora w instalacji fotowoltaicznej musimy pamiętać o regularnych kontrolach akumulatorów. Zaleca się, aby minimum raz na pół roku dokonywać analizy oraz pomiaru napięcia wybranych baterii oraz temperatury wewnątrz i na zewnątrz wybranych ogniw. Jeżeli zmierzone napięcie odbiega od średniego napięcia o +0,2 V lub -0,1 V zaleca się wezwanie serwisu. Raz do roku powinno przeprowadzać się badania wszystkich ogniw baterii. Pamiętajmy również o corocznym sprawdzeniu złączeń śrubowych i ich odpowiednim dokręceniu. W ten sposób przedłużymy żywotność akumulatora, który będziemy mogli używać nawet przez 10 lat (w przypadku akumulatorów żelowych i AGM).
Jaki akumulator do fotowoltaiki wybrać? Wydaje się więc, że najlepsze akumulatory do fotowoltaiki to akumulatory żelowe. Najlepiej jednak skontaktować się z profesjonalistami, którzy pomogą w doborze odpowiedniego akumulatora do instalacji fotowoltaicznej, a także solidnie wykonają montaż paneli fotowoltaicznych.
1 Ah jest równy 36 000 C. Oznacza to, że akumulator może podawać prąd o natężeniu 1 A przez 36(!) godzin.