Baterie pro fotovoltaiku : co to je a jak funguje?

Fotovoltaická baterie je typ dobíjecí baterie, která využívá energii ze slunce k výrobě elektřiny. Nejběžnějším typem fotovoltaické baterie je lithium-iontová baterie, která se používá ve většině přenosných elektronických zařízení.

Princip fungování fotovoltaiky s akumulací do baterií

Fotovoltaické systémy s akumulací do baterií efektivně využívají sluneční světlo pro výrobu elektrické energie. Tato komplexní zařízení se skládají z fotovoltaických (FV) panelů či modulů, složených z mnoha solárních buněk spojených do větších panelů. Sluneční záření interaguje s těmito panely, což vyvolává pohyb elektronů uvnitř buněk a následně vytváří stejnosměrný proud (DC) elektřiny.

Vyprodukovaný stejnosměrný proud je přiveden do střídače (měniče/invertoru) , který ho transformuje na střídavý proud (AC), což je formát elektrické energie běžně využívaný v domácnostech a průmyslových provozech. Tato přeměněná energie následně slouží k napájení domácností či podniků.

Klíčovým prvkem fotovoltaických systémů s akumulací je možnost uchovávat vyrobenou energii do baterií pro pozdější použití. Fotovoltaické baterie fungují jako rezervoár, uchovávající energii ve formě stejnosměrného proudu. Závisle na konfiguraci systému může být tato energie přeměněna na střídavý proud až v okamžiku potřeby, například v případě výpadku sítě nebo v nočních hodinách. Alternativně může systém být navržen tak, aby energii uchovával přímo ve formě střídavého proudu.

Tento integrovaný systém umožňuje efektivní využití solární energie i v obdobích nedostatku slunečního záření, čímž zvyšuje energetickou nezávislost domácností a podniků.

Schéma fungování fotovoltaického systému s akumulací do baterií lze rozdělit do dvou hlavních variant:

1. DC-vázaný solární systém:
   • Během slunečního dne fotovoltaické panely generují stejnosměrnou elektřinu.
   • Tato elektřina je uložena v baterii ve formě stejnosměrné elektřiny.
   • Při potřebě elektřiny opouští stejnosměrná elektřina solární baterii a vstupuje do invertoru, kde je převedena na střídavou elektřinu, kterou lze využít v domácnosti.
2. Solární systém napojený na střídavý proud:
   • Během slunečního dne fotovoltaické panely generují stejnosměrnou elektřinu.
   • Tato elektřina vstupuje do střídače, kde je převedena na střídavou elektřinu pro použití v domácnosti.
   • Přebytečná energie může být převedena přes další střídač a uložena zpět do baterie ve formě stejnosměrné elektřiny.
   • V případě potřeby uloženou energii může střídač opět přeměnit na střídavou elektřinu, kterou lze využít v domácnosti.

Výběr mezi systémem se stejnosměrnou nebo střídavou vazbou vyžaduje zvážení několika faktorů, včetně účinnosti, složitosti instalace a počátečních nákladů. Systémy se stejnosměrným připojením jsou obvykle účinnější, ale zároveň náročnější na instalaci, zatímco střídavé systémy mohou být finančně přístupnější, i když s nižší účinností.

Při této konceptualizaci může být rovněž implementován hybridní střídač, který slouží jako jediné zařízení schopné transformovat stejnosměrnou elektřinu na střídavou a naopak. V současné době se hybridní invertory stávají stále více preferovanou volbou, umožňující jednodušší instalaci a snížení počtu potřebných komponent.

Při rozhodování mezi střídavým a stejnosměrným bateriovým úložným systémem pro domov je třeba zvážit tyto aspekty, s ohledem na specifické požadavky a preference uživatele.

Nejoblíbenější typy fotovoltaických baterií :

Trakční solární baterie

Trakční baterie jsou primárně navrženy pro pohon elektromobilů, karavanů, vysokozdvižných vozíků nebo lodí, avšak jejich využití najdou i v solární energetice, zejména v ostrovních elektrárnách. Tyto baterie mohou být složeny z 2voltových článků nebo monobloků o napětí 4, 6, 8 a 12V.

Trakční akumulátory excelují v kombinaci vysoké kapacity a nízké hmotnosti, což zajišťuje efektivní výkon. Jsou koncipovány tak, aby umožňovaly rychlé dobíjení a odolávaly hlubokým vybitím. V kontextu solární energetiky pak tyto baterie poskytují spolehlivé řešení pro skladování a distribuci elektrické energie.

Jaká je kapacita fotovoltaické baterie?

Optimální volba solární baterie z hlediska úložné kapacity nespočívá pouze v selekci baterie s maximální kapacitou, nýbrž vyžaduje pečlivé zvážení vaší denní spotřeby elektrické energie a potřeby mít dostatek rezervní energie pro dny s nižším výkonem solárních panelů či při výpadku proudu.

Průměrná spotřeba domácnosti se pohybuje mezi 8 kWh a 10 kWh denně. Nicméně, v případě domácnosti s třemi či více obyvateli nebo častým užíváním energeticky náročných spotřebičů může být celková spotřeba výrazně vyšší. Z tohoto důvodu je vhodné zvážit i historickou spotřebu energie, abyste získali přesnější představu o potřebné kapacitě solární baterie.

Důležitým aspektem je také vědomí, že většina solárních baterií je modularní a umožňuje jejich skládání. Tímto způsobem je možné kombinovat více baterií a dosáhnout tak přesně stanovené úložné kapacity podle individuálních potřeb.

Celkový výběr solární baterie by měl zohledňovat nejen aktuální spotřebu, ale také potenciální budoucí zvýšení spotřeby nebo případné změny v energetických potřebách domácnosti. Tímto způsobem může být zajištěno, že solární baterie bude schopna efektivně pokrýt energetické potřeby a zároveň poskytovat dostatečnou rezervu v případě nepředvídatelných situací.