Solarni akumulatorji
Kaj so solarni akumulatorji in kakšna je njihova vloga v solarnem sistemu?
Solarni akumulatorji so namenjeni shranjevanju električne energije, ki jo proizvedejo sončni paneli. Omogočajo napajanje električnih porabnikov tudi ponoči, ob slabem vremenu ali takrat, ko trenutna proizvodnja sončne energije ne zadostuje potrebam.
Posebej pomembni so v samostojnih oziroma otočnih solarnih sistemih, ki niso priključeni na električno omrežje.
Zakaj morajo biti solarni akumulatorji ciklični?
Solarni akumulatorji se praviloma pogosto polnijo in praznijo, zato morajo biti zasnovani za ciklično uporabo.
V nasprotju z avtomobilskimi zagonskimi akumulatorji, ki so namenjeni kratkotrajnemu zagotavljanju velikih tokov, morajo solarni akumulatorji omogočati daljše napajanje porabnikov in številne cikle praznjenja ter ponovnega polnjenja.
Pri izbiri je zato pomembno preveriti deklarirano število ciklov pri določeni globini praznjenja (DoD).
Katere vrste solarnih akumulatorjev poznamo?
Za shranjevanje sončne energije se uporabljajo različne tehnologije:
-
Svinčeno-kislinski akumulatorji s tekočim elektrolitom: predvsem namenski ciklični in trakcijski modeli, ki so lahko zelo vzdržljivi, vendar pogosto zahtevajo vzdrževanje in ustrezno prezračevanje.
-
AGM akumulatorji: ne zahtevajo dolivanja vode in so primerni za solarne sisteme, če so zasnovani za ciklično uporabo.
-
GEL akumulatorji: pogosto se uporabljajo v samostojnih solarnih sistemih zaradi dobrih cikličnih lastnosti, vendar zahtevajo pravilno nastavljen polnilni sistem.
-
LiFePO4 (LFP) akumulatorji: omogočajo veliko uporabno kapaciteto, manjšo težo in dolgo ciklično življenjsko dobo. Potrebujejo ustrezen sistem BMS.
Pri večjih hranilnikih energije se uporabljajo tudi namenski baterijski moduli in sistemi za shranjevanje električne energije.
Kakšno kapaciteto solarnega akumulatorja potrebujemo?
Kapaciteta je odvisna predvsem od dnevne porabe električne energije in števila dni, ko želimo zagotoviti napajanje brez zadostne proizvodnje sončnih panelov.
Pri izračunu upoštevamo:
-
Dnevno porabo električnih porabnikov v Wh ali kWh.
-
Želeno avtonomijo sistema.
-
Dovoljeno globino praznjenja akumulatorja.
-
Izgube v razsmerniku in drugih komponentah.
-
Temperaturne pogoje in rezervo zaradi staranja.
Pri svinčeno-kislinskih akumulatorjih se za daljšo življenjsko dobo pogosto načrtuje približno 50-odstotna globina praznjenja, medtem ko LiFePO4 akumulatorji praviloma omogočajo uporabo večjega deleža nazivne kapacitete.
Zakaj je pravilno polnjenje tako pomembno?
Solarni akumulatorji se polnijo glede na razpoložljivo sončno energijo, ki se čez dan spreminja.
Zato potrebujemo ustrezen solarni regulator polnjenja, ki prilagaja polnilno napetost in tok zahtevam akumulatorja ter preprečuje prekomerno polnjenje.
Pri svinčeno-kislinskih akumulatorjih je pomembna tudi temperaturna kompenzacija polnilne napetosti. Pri nižjih temperaturah je praviloma potrebna višja, pri višjih pa nižja polnilna napetost.
Pri LiFePO4 akumulatorjih je treba upoštevati drugačen polnilni režim in temperaturne omejitve, zlasti pri polnjenju pod 0 °C.
Kako podaljšati življenjsko dobo solarnega akumulatorja?
Za dolgo in zanesljivo delovanje je pomembno, da:
-
Izberemo akumulator, namenjen predvideni ciklični uporabi.
-
Preprečujemo prekomerno praznjenje.
-
Uporabljamo regulator s pravilnimi polnilnimi nastavitvami.
-
Zagotovimo ustrezno temperaturo in pogoje namestitve.
-
Redno spremljamo stanje napolnjenosti in delovanje sistema.
Pri svinčeno-kislinskih akumulatorjih je še posebej pomembno preprečevanje dolgotrajnega stanja nizke napolnjenosti, saj lahko povzroči sulfatizacijo in zmanjšanje kapacitete.
Solarni akumulator je ključni element sistema za shranjevanje sončne energije. Njegova kakovost, ciklična vzdržljivost, pravilno izbrana kapaciteta in ustrezno polnjenje odločilno vplivajo na zanesljivost ter življenjsko dobo celotnega solarnega sistema.