Baterie pro solární osvětlovací systémy: Co skutečně znamená „nejlepší“ baterie?

Jaký je účel baterie v solárním osvětlovacím systému?

Solární panel přeměňuje sluneční světlo na stejnosměrný elektrický proud pomocí fotovoltaického efektu. Výroba elektřiny pokračuje pouze za denního světla a při zatažené obloze se zastaví, takže samotný panel po setmění není schopen napájet osvětlení. Baterie vyplňuje tuto mezeru – přebytečně vyprodukovaná energie je během dne uložena a v noci přes řídicí zařízení dodána do LED svítidel.

Baterie sama o sobě energii nevyrábí a žádné množství energie uložené v baterii nemůže napravit nedostatečný výkon solárního panelu. Když nám distributor pošle stížnost na krátkou dobu provozu systému, nejprve zkontrolujeme stav panelu a celkový energetický potřebný příkon systému, než otevřeme balení baterie.

Čtyři čísla, která určují výběr baterie

1. Chemické vlastnosti: Lithiový železný fosfát (LiFePO4) je naším preferovaným výběrem pro komerční aplikace – snáší částečné naplnění, udržuje většinu své kapacity v širokém teplotním rozsahu a nevyžaduje žádnou údržbu. Olověno-kyselé baterie sice mají nižší počáteční cenu, ale rychle ztrácejí svou použitelnou kapacitu při častém vybíjení a špatně fungují v chladných podmínkách.
2. Doba autonomie: Pro komunální a dopravní účely požadujeme dobu autonomie 3 až 5 dní, aby světla fungovala i za oblačného počasí. Minimální doba autonomie je 2 dny, a to pouze na místech s stabilní, vysokou úrovní osvětlení.
3. Teplotní rozsah: Chladné podmínky snižují použitelnou kapacitu všech typů baterií; lithium se však při chladu degraduje méně rychle než olověno-kyselé baterie. Baterie určené k použití při pokojové teplotě nebudou fungovat optimálně v chladných zimních nocích.
4. Životnost baterie při dané míře vybíjení: Průměrné hodnoty životnosti baterií typu LiFePO4 v této třídě jsou 2 000 až 4 000 cyklů při 80% míře vybíjení. Jakékoli údaje od výrobců považujte za marketingové, dokud nezjistíte podmínky, za kterých byly tyto testy provedeny.

BMS je součástí baterie, nikoli příslušenství Moderní bateriové systémy jsou vybaveny systémem pro správu baterie (BMS – Battery Management System), který považujeme za neoddělitelnou součást samotné baterie, nikoli za dodatečný komponent. Systém BMS vyvažuje výkon jednotlivých článků baterie během nabíjení, chrání je před přebitím tím, že omezí přítok energie ještě před poškozením celého systému, a umožňuje inteligentní řízení spotřeby energie (stejná logika řízení stmívání je popsána v našem průvodci pro kontrolu spotřeby energie /learn-power-consumption-control). Spolu s řídicím modulem poskytuje systém BMS informace o stavu nabití baterie v reálném čase – právě to činí dálkové monitorování baterie užitečným nástrojem, nikoli pouze dekorativním prvkem.

Co vám úložiště energie skutečně poskytuje – a co nikoli Úložiště energie v solárním osvětlovacím systému mimo síť vám poskytuje tři hlavní výhody: delší dobu provozu po setmění, funkci osvětlení i za oblačného počasí a nezávislost na elektrické síti. V případě výpadku elektrické energie udrží plně nabitá baterie osvětlení zapnuté. To zní sice nenápadně, ale když uvidíte, jak se ulice ztemní kvůli tomu, že jediné osvětlení záviselo na elektrické síti, pochopíte, jak důležitá tato funkce je.

Co si při výběru solárního systému neměli byste koupit: menší solární panel nebo nižší účty za energii v případě propojení se s elektrickou sítí. Solární světlo na ulici je totiž nezávislé na síti („off-grid“), a proto jeho baterie nemůže pomoci při snížení zátěže sítě v době vysoké spotřeby energie. Nejčastější chybou při cenovém odhadu je kombinování velké baterie se solárním panelem, který je příliš malý – to v zimě vede k častému nedostatku energie v baterii (nedostatečnému nabití).

Co se týká nákladů: Podle Úřadu pro ochranu životního prostředí Spojených států (U.S. Environmental Protection Agency – EPA) solární energie při svém využívání nezpůsobuje žádné znečištění ovzduší ani emise skleníkových plynů. Mnoho vlád také poskytuje podporu pro instalace solárních systémů v kombinaci s úložnými zařízeními, což snižuje počáteční náklady. Ani jedno z těchto faktorů však nemění samotné technické požadavky na solární systémy – baterie musí stále zajistit dostatečnou dobu provozu systému bez připojení k síti.

Výběr baterie pro váš projekt

Městská osvětlení a komunikace: Používá se baterie typu LiFePO4, která poskytuje dobu provozu 3–5 dní a je přizpůsobena křivce stmívání osvětlovacích zařízení. Tropické oblasti s vysokou intenzitou slunečního záření: Stejný typ baterie; doba provozu je stejná jako u baterií používaných v podlahovém osvětlení (2 dny). Chladné klimatické podmínky: Používá se baterie typu LiFePO4 s ochranou proti nabíjení při nízkých teplotách. Pro oblasti, kde trvají týdny pod nulou teplotou, neposkytujeme nabídky na baterie typu olovo-kyselina. Úsporné rekonstrukce: Baterie typu olovo-kyselina jsou přijatelné pouze v případech, kdy je náklad na zaměnu pracovníků nízký a požadavek na dobu provozu baterie také nízký.

Velikost baterie by měla být určena na základě skutečného rozpočtu na spotřebu energie, nikoli pouze podle údajů na datovém listu. Náš kalkulační nástroj pro výběr baterie (/app-a7-controller-sizing) vám pomůže spočítat potřebnou dobu provozu. Pokud si přejete, abychom to udělali za vás, pošlete nám vaše fotometrické údaje a požadavky na dobu provozu baterie. Naše kompletní solární uliční osvětlení (/all-in-one-solar-street-light) jsou dodávána spolu s baterií, systémem řízení napájení (BMS) a křivkou stmívání, které jsou navrženy tak, aby spolu vzájemně komunikovaly a fungovaly správně.

Co tato stránka nezahrnuje: Tato stránka nezahrnuje podrobné informace o dalších variantách baterií, možnostech instalace, specifikacích jednotlivých komponent či možnostech úspor energie při použití solárního osvětlení. Všechny potřebné informace naleznete v našich oficiálních dokumentech a produktových specifikacích.

Tato stránka se věnuje výběru baterií pro samostatné solární osvětlovací systémy. Nezabývá se úložnými systémy napojenými na elektrickou síť, ani systémy určenými k omezení špičkové spotřeby energie („peak shaving“), přičemž všechny tyto systémy fungují podle odlišných pravidel. Informace o článkovém řízení nabíjení baterií naleznete v článku MPPT vs PWM controllers. Způsobem, jakým je spotřeba energie řízena po západu slunce, se můžete podrobněji seznámit v článku power consumption control.