Koje baterije se koriste u solarnim sistemima?

Šta je baterija?

Beterija može biti, u principu, bilo koji uredjaj koji čuva energiju za kasniju upotrebu. Kamen, podignut na vrh planine, može se smatrati nekom vrstom baterije, pošto je energija koja je utrošena da bi se kamen podigao na vrh planine (energija iz mišića) konvertovana i sačuvana kao potencijalna kinetička energija na vrhu planine. Kasnije, ta energija se oslobadja kao kinetička i toplotna energija kada se kamen skotrlja niz brdo. Složićete se da ovo nije previše praktično za korišćenje u svakodnevnom životu.

U svakodnevnoj upotrebi reč baterija koristimo za elektro-hemijski uredjaj koji konvertuje hemijsku energiju u električnu, pomoću galvanske ćelije. Galvanska ćelija je prilično jednostavan uredjaj koji se sastoji od dve elektrode različitih metala ili metalnih jedinjenja (anode i katode) i elektrolita (obično kiselina, ali ima i alkalnih). Baterija se dobija spajanjem dve ili više ovih galvanskih ćelija.

Dakle, baterije su uredjaji za skladištenje električne energije. Baterije ne prave električnu energiju, one je skladište, kao što bure za vodu skladišti vodu za kasniju upotrebu. Kako se hemijske reakcije u bateriji menjaju, električna energija se skladišti ili ispušta. U punjivim baterijama ovaj proces može biti ponovljen mnogo puta. Baterije nisu 100% efikasne – deo energije se izgubi u zagrevanju i hemijskim reakcijama prilikom punjenja i pražnjenja. Ako koristite bateriju od 1000W, trebaće vam 1050W ili 1250W ili više da bi je potpuno napunili.

Skoro sve punjive baterije su napravljene od olova (ima i NiCad baterija ali su uglavnom mnogo skuplje). Nekoliko vrsta Litijum-jonskih se pojavljuje na tržištu, ali je njihova cena dosta veća i nemaju svi punjači baterija prilagodjene programe za punjenje ovih baterija.

Vrste baterija

Baterije se dele na dva načina, po nameni i po konstrukciji (kako i od čega su napravljene).

Glavna podela po nameni je na: automobilske, brodske, baterije dubokog pražnjenja. Baterije dubokog pražnjenja se koriste u solarnim sistemima. 

Po konstrukciji se dele na: baterije sa tečnim elektrolitom (klasični akumulatori), gel baterije i AGM baterije.

Baterije sa tečnim elektrolitom su najčešće baterije koje su danas u upotrebi. Najrazličitijih su kapaciteta i oblika, i prave se za najrazličitije namene. Najčešće ih srećete kao automobilske akumulatore.

GEL i AGM baterije zajedno spadaju u grupu VRLA baterija. To su baterije koje su zatvorene, ali ne hermetički, i imaju takozvanu rekombinaciju kiseonika i vodonika unutar ćelija.

GEL baterije koriste gel kao elektrolit. Gel je na bazi silicijum-dioksida. GEL baterije su fleksibilnije za upotrebu od baterija sa tečnim elektrolitom ali nemaju fizičku snagu i izdržljivost AGM baterija. Velika prednost ovih baterija je odlična otpornost na hladnoću.

AGM baterije su najnoviji iskorak u evoluciji olovnih baterija. Umesto gela, AGM baterije koriste fiberglas kao razdvajač kako bi zadržali elektrolite na mestu. Ove baterije su otporne na okretanje, prevrtanje i moguće ih je montirati u bilo kojem položaju. AGM baterije su najotpornije na vibracije i udare.

Automobilske (startne) baterije se koriste za pokretanje motora. Za startovanje motora je potrebna velika startna struja u malom vremenskom periodu. Automobilske baterije imaju vek trajanja od odprilike 30-150 ciklusa dubokih pražnjenja, dok mogu trajati hiljadama običnih ciklusa paljenja automobila prilikom kojih se isprazne od 2-5%.

Brodske baterije su obično „hibridne“ i nalaze se negde izmedju automobilskih i baterija sa ciklusom dubokog pražnjenja.

Baterije sa ciklusom dubokog pražnjenja, su dizajnirane da daju stabilanu stuju tokom dužeg vremenskog perioda i da se povremeno isprazne i do 80%. Baterije sa ciklusom dubokog pražnjenja imaju manju startnu snagu u odnosu na automobilske baterije. Iako ove baterije mogu da se isprazne i do 80%, najbolji odnos veka trajanja baterije i cene se dobija ukoliko se baterija prazni do 50%.

Baterije sa ciklusom dubokog pražnjenja kao automobilske baterije?

U principu ovo je moguće, akumulator sa ciklusom dubokog pražnjenja se neće oštetiti ako se bude koristio kao automobilski akumulator.  Ali akumulator sa ciklusom dubokog pražnjenja iste veličine kao automobilski akumulator nema istu startnu snagu, slabiji je a uz to je i skuplji. Ukoliko se baterija sa ciklusom dubokog praznjenja koristi kao automobilska baterija onda ona treba biti za nijansu jača nego obična automobilka baterija kako bi se iz nje mogla povući dovoljna startna snaga. Ukoliko se stavi baterija sa dubokim pražnjenjem iste snage kao obična automobilska baterija, doćiće do oštećenja baterije.

Baterije koje se koriste u solarnim sistemima

U solarnim sistemima se koriste baterije sa ciklusom dubokog pražnjenja, koje po konstrukciji mogu biti i baterije sa tečnim elektrolitom, GEL ili AGM baterije. Automobilske baterije nisu prilagodjene za upotrebu u solarnim sistemima, gde je potrebno da baterije dugo i konstantno daju struju. Automobilske baterije imaju veliku startnu snagu u kratkom vremenskom periodu i ukoliko bi se koristile u solarnom sistemu, gde se baterije povremeno prazne io do 80% svoga kapaciteta, njihov radni vek bi se drastično smanjio.

Životni vek baterija

Životni vek baterija sa ciklusom dubokog pražnjenja će značajno varirati u zavisnosti kako se koristi, kako se održava i puni, temperature i drugih faktora. Evo nekih podataka o očekivanom životnom veku različitih tipova baterija ukoliko se koriste kao baterije u solarnim sistemima:

- Automobilski akumulator 3-12 meseci

- Brodski akumulator 1-4 godina

- AGM baterija sa ciklusom dubokog pražnjenja 2-6 godina

- GEL baterija sa ciklusom dubokog pražnjenja 2-8 godina

- Baterije sa tečnim elektrolitom sa ciklusom dubokog pražnjenja 1-4 godina

Prednosti AGM baterija u odnosu na GEL baterije i baterije sa tečnim elektrolitom

Elektolit AGM baterija neće iscureti čak ni ukoliko je baterija slomljena. Ovo donosi veliku prednost u transportu, smanjuje cenu transporta. Pošto nema tečnosti koja se smrzava i širi, praktično su otporni na oštećena od hladnoće.

Naponi punjenja ovih baterija su isti kao i naponi za punjenje standardnih baterija, tako da nema potrebe za nekim specijalnim podešavanjima ili nekompatibilnim punjačima. Unutrašna otpornost ovih baterija je veoma mala, tako da skoro da ni nema zagrevanja baterije.

AGM baterije imaju jako malo samo-pražnjenje otprilike izmedju 1-3% mesečno.

Prednosti GEL baterija u odnosu na AGM baterije i baterije sa tečnim  elektrolitom

GEL baterije imaju najveću otpornost na hladnoću, sto je veoma bitno u vremenskim zonama gde su zime veoma hladne. 

GEL baterije imaju najduzi životni vek.