Uvod

Baterije pohranjuju električnu energiju u kemijskom obliku i mogu je osloboditi kao električnu struju kada je to potrebno. Široko se koriste za napajanje različitih uređaja, uključujući mobilne telefone, prijenosna računala, automobile i druge uređaje. U solarnim energetskim sustavima, baterije igraju ključnu ulogu u pohrani energije i njenoj distribuciji.

Električne baterije koriste kemijske reakcije za pohranu i oslobađanje energije. Sastoje se od dva ili više elektrode odvojena elektrolitom. Tijekom pražnjenja, kemijske reakcije se događaju u elektrodama i elektrolitu, pretvarajući kemijsku energiju u električnu energiju.

Jedan od najpoznatijih primjera električne baterije je automobilsku starter bateriju (flooded lead-acid).

Baterije s različitim naponom

Baterije dolaze u različitim rasponima napona, ovisno o njihovoj konstrukciji i primjeni. Glavne vrste baterija s različitim naponima uključuju:

a) Baterije niskog napona: Ove baterije imaju napon do 12 volti. Široko se koriste u uređajima poput automobilskih baterija (12V), baterija za motocikle (6V ili 12V) i baterija za prijenosnu elektroniku (3.7V ili 7.4V).

b) Baterije srednjeg napona: Ove baterije imaju napon u rasponu od 12 volti do nekoliko stotina volti. Koriste se u solarnim sustavima, električnim vozilima, električnim skuterima i drugim sustavima za pohranu energije. Primjeri uključuju litij-ionske baterije s naponom od 48V, 72V, 96V i više.

c) Baterije visokog napona: Ove baterije imaju napon od nekoliko stotina volti do nekoliko kilovolta i koriste se u velikim sustavima za pohranu energije poput elektrana, elektroenergetskih mreža i industrijskih aplikacija. Na primjer, litij baterije s naponom od 400V, 800V i višim često se koriste.

Važno: Solarne elektrane obično koriste baterije srednjeg napona, poput 12/24/48V, i baterije visokog napona s različitim naponskim vrijednostima.

Moderni tipovi baterija: Olovno-kiselinske, AGM, GEL, Ugljične, LiFePo4

Postoji mnogo tipova baterija, a novi se stalno razvijaju. U ovom ćemo odjeljku razmotriti najpoznatije tipove koji se koriste u solarnim energetskim sustavima:

1. Olovno-kiselinska starter baterija

Slika olovno-kiselinske starter baterije, koja se koristi za pružanje visokih kratkotrajnih impulsa energije za pokretanje vozila ili energetskih sustava, prikazuje tipičan dizajn i terminale

Olovno-kiselinska baterija s poplavljenim elektrolitom, poznata kao automobilska starter baterija, je jeftina opcija, ali nije prikladna za solarne energetske sustave zbog svog dizajna koji je namijenjen za kratke periode visoke snage (poput pokretanja automobila). Korištenje automobilske baterije u solarnim sustavima može dovesti do brze degradacije zbog stalne potražnje za visokom snagom.

2. AGM (Absorbent Glass Mat) baterija

Slika AGM (Absorbent Glass Mat) baterije, koja pokazuje njezin zatvoreni dizajn, korišten za duboko-ciklične aplikacije i rezervnu energiju s radom bez održavanja

Razvijena 1970-ih, AGM baterija predstavlja sljedeću fazu u evoluciji olovno-kiselinskih baterija. To su baterije bez održavanja, zatvorene, u kojima je elektrolit upijen u stakleni materijal. AGM baterije mogu se koristiti u solarnim sustavima s brzinom pražnjenja od 20-25% njihove kapacitete. Na primjer, AGM baterija od 100Ah može podnijeti opterećenje od 230V do 240–310W.

3. GEL baterija

Slika GEL baterije, s prikazom njezinog zatvorenog, neprolivnog dizajna, koja se koristi za duboko-ciklične aplikacije i pouzdanu rezervnu energiju

GEL baterije razvijene su 1930-ih i koriste elektrolit u obliku gela. Ove baterije su sigurnije, jer gel sprječava prolijevanje i curenje, čak i kada je baterija nagnuta ili oštećena. GEL baterije također imaju dug vijek trajanja, podnoseći do 800 ciklusa pri 100% dubini pražnjenja. Pogodne su za solarne sustave, ali dolaze po višoj cijeni.

4. Ugljična baterija

Slika ugljične baterije, koja prikazuje njen dizajn za pohranu energije u dubokim ciklusima s poboljšanim performansama i dužim vijekom trajanja u usporedbi s tradicionalnim olovno-kiselinskim baterijama

Ugljične ili grafenske baterije predstavljaju poboljšanje tehnologija AGM i GEL. Ove zatvorene i bez održavanja baterije nude do 2000 ciklusa pri 100% dubini pražnjenja, što ih čini solidnim izborom za solarne sustave. Međutim, obično su skuplje.

5. LiFePo4 (Litij-željezo-fosfat) baterija

Slika LiFePO4 (Litij-željezo-fosfat) baterije, poznate po svom laganom dizajnu, dugom vijeku trajanja i sigurnosti u aplikacijama visokih snaga

LiFePo4 baterije razvijene su 1996. godine i poznate su po svojoj visokoj sigurnosti, stabilnosti i dugom vijeku trajanja, što ih čini idealnim za moderne solarne energetske sustave. S vijekom trajanja od više od 9000 ciklusa, LiFePo4 baterije preferirani su izbor u električnim vozilima i velikim sustavima za pohranu energije. Omogućuju dosljedan izlaz napona, olakšavajući dizajn sustava za solarne elektrane.

Saznajte više o prednostima LiFePo4 baterije, pročitajte članke:

Zaključak

Odabir prave baterije za vaš solarni energetski sustav ovisi o vašim potrebama i proračunu. Dok olovno-kiselinske baterije mogu izgledati isplativo, nisu prikladne za kontinuiranu opskrbu energijom. AGM, GEL, ugljične i LiFePo4 baterije nude poboljšane performanse i bolji su izbor za solarne instalacije. Svaka vrsta ima jedinstvene prednosti u pogledu trajnosti, održavanja i izlazne sn