Úvod

Baterie ukládají elektrickou energii v chemické formě a mohou ji uvolnit jako elektrický proud, když je to potřeba. Jsou široce používány k napájení různých zařízení, včetně mobilních telefonů, notebooků, startérů automobilů a dalších. V solárních energetických systémech hrají baterie klíčovou roli v ukládání a distribuci energie.

Elektrické baterie využívají chemické reakce k ukládání a uvolňování energie. Skládají se z dvou nebo více elektrod oddělených elektrolytem. Při vybíjení dochází k chemickým reakcím v elektrodách a elektrolytu, které převádějí chemickou energii na elektrickou energii.

Jedním z nejběžnějších příkladů elektrické baterie je automobilová startovací (olověná) baterie.

Baterie s různými napětími

Baterie přicházejí v různých napěťových rozsazích v závislosti na jejich konstrukci a použití. Hlavní typy baterií s různými napětími zahrnují:

a) Baterie s nízkým napětím: Tyto baterie mají napětí až 12 voltů. Jsou široce používány v zařízeních jako jsou autobaterie (12V), baterie pro motocykly (6V nebo 12V) a baterie pro přenosnou elektroniku (3,7V nebo 7,4V).

b) Baterie se středním napětím: Tyto baterie mají napětí od 12 voltů do několika set voltů. Používají se v solárních energetických systémech, elektrických vozidlech, elektrických skútrech a dalších systémech pro ukládání energie. Příklady zahrnují lithium-iontové baterie s napětím 48V, 72V, 96V a více.

c) Baterie s vysokým napětím: Tyto baterie mají napětí od několika set voltů do několika kilovoltů a používají se ve velkých systémech pro ukládání energie, jako jsou elektrárny, elektrické sítě a průmyslové aplikace. Například lithium baterie s napětím 400V, 800V a vyšším se běžně používají.

Důležité: Solární elektrárny obvykle používají baterie se středním napětím, jako jsou 12/24/48V, a baterie s vysokým napětím různých hodnot napětí.

Moderní typy baterií: Olověné, AGM, GEL, Uhlíkové, LiFePo4

Existuje mnoho typů baterií, přičemž nové se neustále vyvíjejí. V této části se zaměříme na nejznámější typy používané v solárních energetických systémech:

1. Olověná startovací baterie

Obrázek olověné startovací baterie, používané k zajištění vysokého výbuchu energie pro startování vozidel nebo energetických systémů, ukazuje její typický design a terminály

Olověná baterie s zaplaveným elektrolytem, běžně známá jako startovací baterie do automobilů, je cenově dostupná, ale není vhodná pro solární elektrárny kvůli svému designu pro krátkodobé výbuchy energie (například při startování automobilu). Použití automobilových baterií v solárních systémech může vést k rychlé degradaci kvůli neustálé vysoké poptávce po energii.

2. AGM (Absorbent Glass Mat) baterie

Obrázek AGM (Absorbent Glass Mat) baterie, ukazující její uzavřený design používaný pro aplikace s hlubokým cyklem a záložní napájení s bezúdržbovým provozem

Vyvinuté v 70. letech 20. století, AGM baterie představují další fázi v evoluci olověných baterií. Tyto bezúdržbové, uzavřené baterie, ve kterých je elektrolyt absorbován do skleněné matice. AGM baterie mohou být použity v solárních systémech s vybíjecí rychlostí 20–25% jejich kapacity. Například 100Ah AGM baterie může zvládnout zatížení 230V až do 240–310W.

3. GEL baterie

Obrázek gelové baterie, se svým uzavřeným, protiúkapovým designem používaným pro aplikace s hlubokým cyklem a spolehlivé záložní napájení

GEL baterie byly vyvinuty ve 30. letech 20. století a používají elektrolyt v gelové formě. Tyto baterie jsou bezpečnější, protože gel zabraňuje únikům a rozlití, i když je baterie nakloněná nebo poškozená. GEL baterie také mají dlouhou životnost, zvládají až 800 cyklů při 100% hloubce vybití. Jsou vhodné pro solární systémy, ale mají vyšší cenovku.

4. Uhlíková baterie

Obrázek uhlíkové baterie, zdůrazňující její design používaný pro ukládání energie s hlubokým cyklem s vylepšeným výkonem a delší životností ve srovnání s tradičními olověnými bateriemi

Uhlíkové nebo grafenové baterie jsou vylepšením technologií AGM a GEL. Tyto uzavřené a bezúdržbové baterie nabízejí až 2000 cyklů při 100% hloubce vybití, což je činí solidní volbou pro solární systémy. Nicméně také bývají dražší.

5. LiFePo4 (Lithium Iron Phosphate) baterie

Obrázek LiFePO4 (Lithium Iron Phosphate) baterie, známé pro svou lehkou konstrukci, dlouhou životnost a bezpečnost při aplikacích s vysokým výkonem

LiFePo4 baterie byly vyvinuty v roce 1996 a jsou známé svou vysokou bezpečností, stabilitou a dlouhou životností, což je činí ideálními pro moderní solární energetické systémy. S životností přes 9000 cyklů jsou LiFePo4 baterie preferovanou volbou v elektrických vozidlech a velkých systémech pro ukládání energie. Poskytují konzistentní napěťový výstup, což usnadňuje návrh systémů pro solární stanice.

Prozkoumejte více o výhodách baterie LiFePo4, podívejte se na články:

Závěr

Výběr správné baterie pro váš solární energetický systém závisí na vašich potřebách a rozpočtu. Zatímco olověné baterie se mohou zdát cenově efektivní, nejsou vhodné pro potřeby nepřetržitého