Sluneční elektrárna pracuje na plnou kapacitu v letních slunečních dnech, co ale v noci? Řešením je akumulovat elektřinu do baterií, i když tato technologie stále ještě naráží na řadu problémů.

Předchozí část seriálu najdete zde.

Akumulační neboli zálohovací systémy zde byly již dlouho před fotovoltaikou, protože vycházely z potřeb řízení nádražní dopravy nebo nemocnic při výpadcích proudu. Využívají se v zemích, kde jsou nepravidelné dodávky proudu do sítě. Pro potřebu malých fotovoltaických elektráren se však tyto zálohovací systémy začaly adaptovat až kolem roku 2010.

Průkopníkem byla společnost SMA, která začala zálohovací systémy vyvíjet, následovaly další společnosti, ale teprve v letech 2011 a 2012 došlo k neuvěřitelnému boomu, a to hlavně díky podpoře a velkým investicím do výzkumu a vývoje akumulačních systémů v Německu. Nejdále se technologicky dostala již zmiňovaná společnost SMA, Fronius a výrobce Kostal.

Od panelu k baterii 

Zálohovací systémy od společnosti SMA pracují s napětím 12, 24 nebo 48 V. Velké množství energie putuje ohromnými kabely o průměru 100 mm do měniče, který ho promění v proud střídavý a distribuuje dál do baterií. Tyto systémy jsou jednofázové, takže je nutné mít pro každou fázi jeden přístroj, vodiče i baterie.

Další výrobce, společnost Kostal, používá klasický třífázový střídač, který „naučila“ nabíjet baterie. Na rozdíl od SMA se zde pracuje s napětím 96 V. Díky tomu je možné používat menší baterie. Když nesvítí slunce, baterie pouští do systému proud o napětí 96 V, a to ve třech fázích. To je zcela nový koncept, nicméně řešení společnosti SMA je o něco dál.

Prvky systému 

Zálohovací zařízení sestává ze tří komponentů. Fotovoltaický systém se střídačem napájí spotřebiče v domě a přebytek pouští do sítě. Do systému je zařazen také home manager, který zjišťuje, kolik proudu jde do domácnosti a kolik ho jde ven. A rovněž dává informaci zálohovacímu systému, zda má nabíjet baterie, nebo z baterií proud odebírat. Když nejste doma či neodebíráte energii a svítí sluníčko, „mozek“ systému odvádí přebytečný proud do akumulátorů. Po návratu domů zapnete např. varnou konvici – stoupne spotřeba na dané fázi, což se může krátce dotovat z baterií. Pak se konvice vypne a baterie se zase nabíjí… Večer místo odběru ze sítě můžete odebírat proud z baterií. Záleží pouze na tom, jakou kapacitu baterií máte. A ráno začne sluníčko baterie zase dobíjet. To je jedna možnost.

Druhý způsob je ideální pro zimní období, kdy máte nabité baterie na sto procent. Podle potřeby odebíráte elektřinu ze sítě, ale pokud dojde k přerušení dodávky proudu z distribuční sítě, baterie naskočí a dům svítí. Jen pro představu, přechod na záložní baterie je tak rychlý, že se ani nestačí vypnout počítač. V zimě totiž nemá valný smysl baterie nabíjet a vybíjet, v tomto případě slouží pouze jako provozní záloha.

Akumulátory pod lupou 

Tradiční akumulátory jsou těžké a také náročné na výrobu, protože obsahují velké množství drahého olova. Jejich provoz je sice omezen určitým počtem cyklů, ale jinak jsou odolné, kvalitní výrobky mohou vydržet deset či dvanáct let. Profesionální akumulátory, tzv. pancéřové baterie, sestávají z článků 2 V (nikoliv z 12V baterie, jak známe z automobilů). Nejbližší budoucnost ale spočívá v niklkadmiových, nebo lithium-polymerových bateriích jako v mobilech. Jejich výhodou je to, že je lze zcela vybít a mají 5x delší životnost. Nevýhodou je jejich cena.

Hrozba vybití a přebití 

Když hluboce vybijete klasický olověný akumulátor a nenabijete ho brzy zpět, začnou se na olověných deskách tvořit sulfáty a zcela je znehodnotí. Pokud zůstane akumulátor hluboce podbitý dva nebo tři dny, můžete ho vyhodit.

Další typ baterií, které jsou velmi perspektivní, jsou LiFePO – lithium-železo-fosfátové baterie. Oproti olověným bateriím netrpí sulfatací (tvorba síranu olovnatého), které má za následek snížení kapacity a zkrácení životnosti baterie.

Na našem trhu se také brzy objeví vysokonapěťový lithium-iontový nástěnný akumulátor Tesla s kapacitou 7 kWh.

Text: Adam Krejčík, Foto: Archiv, Shutterstock.com

logo MessengerPoslat Messengerem