Când ne propunem să instalăm un sistem fotovoltaic, ne concentrăm adesea foarte mult pe panouri, dar realitatea este că sistemul de stocare este adevărata inimă a instalației. Fără o baterie adecvată, suntem forțați să consumăm energia exact atunci când soarele este cel mai puternic, irosind o mare parte din producție sau depinzând în totalitate de rețeaua electrică atunci când se lasă noaptea.
A aduce energie de la zi la noapte nu este la fel de simplu ca cumpărarea oricărei baterii vechi; trebuie să echilibrezi chimia celulei cu consumul real de energie al casei tale. Dacă calculezi greșit, riști ca sistemul să se descarce în mijlocul unei furtuni sau, mai rău, să distrugi bateria în doar câteva luni, solicitând mai mult decât poate gestiona.
Tehnologii de stocare: Care este cea mai bună opțiune?
Pe piața actuală, găsim o gamă foarte largă de opțiuni. Bateriile cu litiu, în special LiFePO4 , au devenit alegerea principală pentru autoconsumul rezidențial. Principalul lor avantaj este că permit descărcări foarte profunde fără a se degrada rapid și au un sistem electronic de management numit BMS care asigură că totul rămâne sub control. În plus, sunt mult mai compacte și mai eficiente, deși investiția inițială este mai mare, bateriile solare cu litiu fiind în prezent opțiunea preferată.
Pe de altă parte, încă avem baterii cu plumb, care, deși reprezintă o tehnologie mai veche, își au totuși locul. Aici găsim mai multe tipuri: bateriile AGM sunt etanșe și compacte , ideale pentru autoutilitare sau sisteme mici unde complicațiile de întreținere sunt nedorite. Bateriile GEL sunt mai bune pentru descărcări lente și constante, în timp ce bateriile staționare (cum ar fi OPzS) sunt adevărate rezervoare concepute pentru instalații izolate care trebuie să reziste zeci de ani cu o îngrijire adecvată.
Există, de asemenea, mai multe opțiuni de nișă. Bateriile nichel-cadmiu și nichel-fier sunt extrem de robuste și pot rezista la solicitări termice care ar distruge orice altă baterie, dar toxicitatea și costul lor le împiedică să fie utilizate în uz casnic. Bateriile pe bază de sodiu și bateriile cu flux sunt deja discutate , promițând a fi alternativa sustenabilă și de masă pentru viitor, separând energia de capacitate folosind rezervoare de electroliți.
Concepte cheie pentru a evita greșelile de proiectare
Pentru a dimensiona corect un aparat electrocasnic, trebuie mai întâi să înțelegeți ce înseamnă datele din fișa tehnică. Tensiunea (12V, 24V sau 48V) definește tensiunea de funcționare; în locuințele moderne, standardul de 48V este preferat deoarece permite utilizarea unor cabluri mai subțiri și reduce pierderile de energie. Amperi-oră (Ah) ne spune câtă sarcină poate stoca aparatul, dar acest lucru nu trebuie confundat cu energia utilizabilă.
Aici intervine adâncimea de descărcare (DoD) , un concept vital. Într-o baterie cu plumb, dacă o descărcați peste 50%, o distrugeți încetul cu încetul. Litiul, pe de altă parte, vă permite să utilizați până la 80% sau 90% din capacitatea sa fără probleme. Dacă cumpărați o baterie cu plumb de 10 kWh, aveți doar 5 kWh utilizabili dacă doriți să evitați defectarea prematură a bateriei.
Un alt punct cheie este autonomia , care este pur și simplu o plasă de siguranță pentru a trece peste zilele înnorate. Într-o casă conectată la rețea, rezerva pentru o zi este de obicei mai mult decât suficientă. Dar dacă locuiți într-o zonă izolată (în afara rețelei electrice), este normal să proiectați banca de baterii astfel încât să reziste cel puțin trei zile întregi fără o rază de soare, evitând astfel utilizarea constantă a unui generator diesel.
Cum se calculează capacitatea bancului de baterii
Pentru a calcula capacitatea necesară, primul pas este să adunăm wați-oră (Wh) pe care îi consumăm zilnic. Dacă folosim 6 kWh pe noapte, aceasta este energia minimă pe care trebuie să o furnizeze bateria. Formula tehnică pentru calcularea capacității nominale în Ah implică înmulțirea consumului zilnic cu numărul de zile de autonomie și împărțirea acestuia la adâncimea admisă de descărcare și tensiunea sistemului.
Pentru a converti din Ah în kWh, pur și simplu înmulțiți capacitatea în Ah cu tensiunea și împărțiți la 1000. De exemplu, o baterie de 100 Ah la 48V ne dă 4,8 kWh . Este esențial ca acest calcul să fie precis, deoarece un banc de baterii subdimensionat va cauza pene de curent, iar unul supradimensionat va fi o cheltuială inutilă.
Configurație electrică: Serie și Paralel
Odată ce știm de câtă energie avem nevoie, trebuie să punem cap la cap puzzle-ul fizic. O conexiune în serie este utilizată pentru a aduna tensiunea. Dacă avem patru baterii de 12V și le conectăm în serie, obținem un sistem de 48V, dar capacitatea în Ah rămâne cea a unei singure baterii. Este cea mai curată modalitate de a atinge tensiunea necesară invertorului.
Conexiunile paralele vă permit să adăugați capacitatea (Ah) menținând în același timp aceeași tensiune. Cu toate acestea, în ingineria profesională, conexiunile paralele pure în bateriile cu plumb sunt evitate deoarece creează dezechilibre ohmice : bateriile mai aproape de invertor lucrează mai mult decât cele mai îndepărtate, rezultând o uzură neuniformă. Soluția elegantă este utilizarea unor celule staționare, de mare capacitate, conectate într-o singură serie strictă, eliminând astfel curenții turbionari.
Compatibilitate și mărci de piață
Nu este suficient ca numerele să se adune; invertorul și bateria trebuie să vorbească aceeași limbă. Mulți producători, precum Huawei, BYD și Tesla, creează ecosisteme închise în care bateria funcționează doar cu propriul invertor. Alții, precum Victron și Pylontech, oferă o flexibilitate mai mare a compatibilității , permițându-vă să combinați componente de la mărci diferite, atâta timp cât acestea respectă aceleași protocoale de comunicare.
Atunci când alegeți o baterie, trebuie să vă uitați la rata de descărcare (rata C) , care indică cât de repede poate elibera bateria energie. Dacă aveți aparate care consumă curenți mari, cum ar fi un aparat de aer condiționat, aveți nevoie de o baterie care să poată gestiona acești curenți fără ca tensiunea să scadă brusc și sistemul să se oprească, din motive de siguranță.
Pentru un sistem eficient, abordarea ideală este combinarea unei analize realiste a consumului de energie, a unei compoziții chimice a litiului concepute pentru a maximiza durata de viață și a unei dimensionări a sistemului care ia în considerare cele mai grele luni ale anului . În cele din urmă, investiția într-un banc de baterii bun se amortizează nu numai prin economiile de energie electrică, ci și prin liniștea sufletească care vine știind că, indiferent de rețea sau de condițiile meteorologice, luminile casei tale vor rămâne aprinse.
