Skladovanie vyrobenej elektrickej energie je pre fotovoltickú elektráreň veľmi dôležité najmä ak nie je potrebná a na distribúciu keď výroba nedosahuje dopytu. Na zabezpečenie plynulého prechodu z napájania pod napätím na napájanie z batérií vo vašom solárnom systéme, musíte zabezpečiť, že vaše batérie sú v prvom rade v najlepšom možnom stave.

Udržiavajte batérie v špičkovej kondícii

V dnešných FVE sa používajú dve najbežnejšie typy batérií pre skladovanie energie - olovené, lítiovo-iónové. Najdôležitejšou súčasťou údržby je uistiť sa, že batéria pracuje pri prijateľných teplotách od 10 °C do 60 °C. Ak je teplota prostredia príliš nízka, elektrochemické procesy v batérii sa spomalia. Príliš vysoká teplota má za následok, že materiál katódy postupne degraduje až dôjde k jeho rozpadu. Obidva extrémy môže výrazne skrátiť životnosť batérie. Pri inštalácii batérií v chladnom podnebí je dobré používať ohrievač batérie alebo vhodnú tepelnú izoláciu. Naopak, pokiaľ sa nachádzate v horúcom podnebí, mali by sa batérie mali skladovať v zatienených a dobre vetraných priestoroch. Najoptimálnejšie parametre sú aktuálne dosahované v použití LiFePO4 batérií, pri ktorých je v bežnej prevádzke tepelný únik minimálny. V prípade ostatných lítium-iónových batérií môžete tiež  bojovať s tepelným únikom ku ktorému môže dôjsť pri vysokých teplotách. Toto teplo spôsobuje rozklad katódy, pričom sa uvoľňuje kyslík, ktorého pôsobením degraduje elektrolyt, a ďalej zvyšuje vnútornú teplotu batérie až kým batéria exploduje. Tepelný únik je nebezpečný pretože často vedie k požiaru. Okrem teploty je veľmi dôležité zabezpečiť, aby batérie mali vhodnú vstupné napätie a prúd. Ak je napätie príliš nízke, stav nabitia bude nízky. Pre olovené batériie je veľmi dôležité zabezpečiť vysoký stav nabitia (SOC - Stav nabitia batérie), pretože majú nízku úroveň vybitia. SOC týchto batérií je nižšia ako 50 %, čo môže viesť k ich postupnej sulfatácii - hromadeniu malých kryštálikov sulfátu na póloch, čo významne znižuje celkový výkon batérie, znižuje jej životnosť a zvyšuje náklady na ich údržbu. Sulfatácia na póloch môže byť minimalizovaná udržiavaním vysokej hodnoty SOC. Ak SOC klesne príliš nízko, môžete použiť tzv. odsírenie  pomocou desulfátora batérií na rozpustenie síranov. pomocou vysokofrekvenčných elektronických impulzov. Môžete tiež pripojiť alarm s vizuálnym a zvukovým upozornením, ktoré sa aktivuje, keď SOC klesne pod 50 %. Ďalším problémom je korózia, alebo oxidácia, ktorá sa môže vyskytnúť aj na svorkách akumulátorov, ktorá vzniká pôsobením vodíka v kyseline akumulátora ak reaguje s inými vodíkovými plynmi, alebo látkami pri úniku elektrolytu pri preplnení vodou alebo prebitím. Na odstránenie korózie je možné použit antioxidačné materiály podľa odporúčania výrobcov. Vytvorenie si návyku rutinnej údržby batérie sa preto dôrazne odporúča, aby sa zabezpečila dlhodobá životnosť batérie. To v sebe zahŕňa nasledovné osvedčené postupy, a praktiky ktoré uvádza IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) pre príslušnú batériu.

Hodnotenie stavu batérie

Je dôležité porozumieť stavu SOC batérie, ako aj jej zdravotný stav (SOH - Stav zdravia). Stav nabitia je ako "palivomer" batérie. Ukazuje stav množstva energie uskladnenej v batérii v porovnaní s jej celkovou kapacitou a zabezpečuje tak používateľovi odhadnúť, koľko energie z batérie môže ešte použiť, kým sa dobíje na svoju menovitú kapacitu. SOC je preto okamžitý ukazovateľ nabitia batérie. SOH je dlhodobejší ukazovateľ stavu batérie a informuje používateľa o výkone batérie, ako aj o zostávajúcej životnosti batérie. Podľa príslušnej normy IEEE v závislosti od typu batérie je dôležité pochopiť stav batérie.

Ak chcete získať komplexnejší pohľad stavu jednotlivých stacionárnych batérií alebo batérií môžete použiť analyzátor batérií. Použiite prenosný tester batérií so stupňom CAT III 600V, 1000 V_dc pre bezpečné merania v blízkosti zariadení na napájanie batérií. Analyzátor by mal merať jednosmerné aj striedavé napätie a prúd a navyše:

• Jednosmerné napätie, vnútorný odpor a teplota.
• SOC - Stav nabitia batérie a SOH - Stav zdravia parametre batérie
• Meranie zvlnenie napätia na odhalenie nežiaducej zvyškovej striedavej zložky usmerneného napätia pri jednosmernom nabíjaní a meniči čo je jedna z hlavných príčin poškodenia batérie
• Merač by mal dokázať vytvoriť profil, aby ste mohli testy opakovať na základe zadefinovaných parametrov, rovnako by mali nať funkciu logovania výsledkov, aby ste mali prehľad o celkovej životnosti a parametroch akumulátora v priebehu jeho pracovného života.

Analyzátor batérie by mal byť schopný testovať všetky aspekty jedného článku alebo celého reťazca batérií. Automatická sekvencia testovanie napätia, odporu a teploty pomôže urýchliť overenie stavu veľkých batérií, ktoré sú  bežné vo veľkých solárnych systémoch. Lítium-iónové batérie vyžadujú vo všeobecnosti oveľa menej údržby, ale stále je potrebné ich pravidelne kontrolovať ich SOC - Stav nabitia batérie a udržiavať ich čo najbližšie k teplote 25 °C.

Nabíjanie s komunikáciou v uzavretej slučke

Rýchle nabíjanie je kľúčovým predajným bodom lítiových batérií a väčšina technikov si už uvedomuje, že lítiová batéria sa nabíja oveľa rýchlejšie ako olovený akumulátor. Ale vedeli ste, že niektoré lítiové batérie sa dajú nabíjať ešte rýchlejšie ako iné? Systém riadenia batérie (BMS - Systém správy batérie) musí mať dve kľúčové vlastnosti, aby sa lítiová batéria nabíjala čo najrýchlejšie. Po prvé, musí byť schopný zvládnuť prijatie veľmi vysokého nabíjacieho prúdu bez odpojenia batérie, čo je primárnym bezpečnostným mechanizmom, ktorý BMS využíva. Zvyčajne sa za vysoký prúd považuje rýchlosť nabíjania 1C. Aby sme to vyjadrili v kontexte, rýchlosť nabíjania lítia akceptovaná prúdom 1C je dvojnásobok rýchlosť prúdu 0,5C (pozrite si technický list vašej batérie, aby ste zistili rýchlosť jej nabíjania). BMS vyžaduje aj druhú dôležitú schopnosť - komunikáciu s nabíjacím zariadením - aby sa nabíjanie posunulo na ďalšiu úroveň. Komunikácia v uzavretej slučke je kľúčom k bezpečnému poskytovaniu čo najrýchlejšieho nabíjania. Špičková BMS bezpečne a dynamicky maximalizuje napätie, ktoré batéria potrebuje, pomocou uzavretej komunikačnej slučky. Ako praktický príklad uvediem, že komunikácia v uzavretej slučke umožní, aby výstupné napätie nabíjacieho zariadenia prekonalo akékoľvek straty napätia spôsobené odporom v kábloch vedúcich k batérii. Olovené akumulátory a lítiové akumulátory bez uzavretej komunikačnej slučky nemôžu efektívne meniť prijímané napätie. Preto bude proces nabíjania týchto typov batérií prirodzene pomalší.

Ako dlho vydržia batérie v systéme FVE?

Toto je veľmi podstatná otázka. Prvá otázka, ktorú si väčšina ľudí kladie v súvislosti so solárnym systémom je, aká je celková životnosť batérií v systéme FVE? Odpoveď na túto otázku je približne 5 až 15 rokov v závislosti od podmienok, v ktorých sú uložené, a frekvencie ich používania. Technológia batérií pre FVE sa každým rokom zlepšuje a umožňuje, aby boli stále odolnejšie a mali dlhšiu životnosť. Dokonca aj použité, ale certifikované solárne batérie majú životnosť približne 5-7 rokov. Necertifikované alebo továrensky renovované použité batérie  vydržia pravdepodobne 3-7 rokov.

Údržba lítium-iónových batérií

Už najmenej desať rokov sú lítiové batérie preferovanou voľbou prevádzkovateľov solárnych systémov. Lítiové batérie si totižto vyžadujú len veľmi malú údržbu, majú extrémne vysokú hustotu, uchovávajú energiu s malým úbytkom a sú čoraz lacnejšie ako iné typy batérií. Tieto batérie fungujú vo väčšine prostredí, nie sú však obzvlášť vhodné do extrémne vysokých alebo nízkych teplôt. Nie sú tiež najvhodnejšou batériou na dlhodobé skladovanie, pretože postupom čsu degradujú a strácajú uloženú energiu.

Pokiaľ ide o údržbu lítium-iónových batérií, ich hlavný problém údržby je spôsobený rýchlosťou degradácie. Podobne ako problém, ktorému často čelia lithiové batérie v mobilných telefónoch, aj lítiové batérie používané v solárnych systémoch majú tendenciu opotrebovať sa po určitom počte nabití alebo vybití. Každý majiteľ solárneho systému s práškovými lítium-iónovými batériami musí vždy vopred počítať s touto mierou degradácie.

Existujú dva bežné typy lítium-iónových batérií používaných v korelácii so solárnymi systémami, lítium-železofosfátové batérie (LFP) a lítium-niklovo-mangán-kobaltové batérie (NMC). V nasledujúcich odsekoch si rozoberieme základné rozdiely medzi nimi, ako aj špecifické problémy s ich údržbou, s ktorými sa každý typ lítiových batérií počas svojho života stretáva.

Údržba lítium-železofosfátovej batérie (LFP)

Lítium-železofosfátové batérie LiFePO4 (LFP) sú dobre známe ako bezpečné, odolné, s veľmi dlhou životnosťou a ideálne pre domáce FVE. Vzhľadom na to, že tento typ batérií neobsahuje žiadnu formu kobaltu, známeho najmä k nebezpečenstvu požiaru, často sa považujú za jeden z najbezpečnejších typov batérií, ktoré sa používajú pre systémy solárnych panelov v domácnostiach. Lítiovo-železité fosfátové batérie tiež nevyžadujú žiadny typ ventilačných alebo chladiacich systémov, čo z nich robí ideálne batérie na umiestnenie v interiéri v rámci batériovej banky solárnych panelov obytného domu alebo väčšej stavebnej konštrukcie. Ide o jeden z najčastejšie používaných typov batérií pre používateľov rezidenčných solárnych panelových systémov, ktoré vyžadujú každodenné cyklické využívanie energie a sú pripojené k väčšej elektrickej sieti.

Lítiovo-železité fosfátové batérie nevyžadujú žiadnu údržbu, ale treba poznamenať, že miesto, kde sú umiestnené, absolútne ovplyvní ich výkon. Vo vnútri každej batérie LFP sa nachádza zariadenie známe ako systém riadenia batérie (BMS). Systém BMS automaticky sleduje úroveň nabitia jednotlivých batérií LFP, vnútornú teplotu jadra, zostávajúcu životnosť cyklu a mnoho ďalšieho. Monitorovanie BMS je nevyhnutné na maximalizáciu výkonu každej batérie LFP. Ak sú tieto batérie umiestnené v miernej nadmorskej výške a v primeranom teplotnom rozsahu, majitelia sa nemusia v podstate starať o žiadnu údržbu.

Ďalším skvelým aspektom mimoriadne odolných batérií LFP je, že sa nezničia v dôsledku opakovaného prebíjania. V skutočnosti nedochádza k takmer žiadnemu poškodeniu v dôsledku prebíjania, čo je problém, s ktorým sa bežne stretávajú iné typy batérií. Vďaka tomu sú batérie LFP ideálnou batériou na opätovné nabíjanie, pretože s tým nie je spojený žiadny stres ani obavy. Môžu byť dokonca najlepšou dobíjacou batériou pre majiteľov domov, pretože tí môžu byť dlhší čas mimo miesta, a tak ich batérie môžu byť najviac náchylné na prebíjanie.

Údržba lítiových nikel-mangán-kobalt-oxidových (NMC) batérií

Lítiové batérie s oxidom nikel-mangán-kobalt (NMC) sú ďalším veľmi bezpečným napájacím článkom, ktorý sa často používa v solárnych systémoch pre domácnosti. Podobne ako batérie LFP, aj jednotky NMC majú systém riadenia batérie - BMS, ktorý diagnostikuje a monitoruje všetky základné funkcie jednotky. Na rozdiel od batérií LFP majú tieto batérie vo svojom chemickom zložení zmiešaný oxid nikelnatý a mangán-kobaltnatý, čo im umožňuje uchovávať oveľa viac energie ako všetky ostatné typy lítium-iónových batérií.

Batérie NMC, podobne ako batérie LFP tak isto nevyžadujú žiadnu údržbu. Systém BMS pripojený ku každej batériovej jednotke sa postará o jej správnu a bezpečnú funkčnosť počas celej doby jej životnosti. Extrémne teploty alebo používanie skracujú životnosť batérie NMC, avšak tieto podmienky vo všeobecnosti nepredstavujú problém pre typického používateľa batérií v domácnostiach alebo dokonca v komerčnej sfére na nízkej úrovni.

Potrebujete "doliať" batériu?

Takmer všetky typy batérií používaných v FVE systémoch sú uzavreté, a preto ich nie je potrebné dopĺňať. Jednou z používaných batérií, pri ktorej sa dopĺňajú jej prevádzkové kvapaliny, je olovená batéria. Ako doplniť takejto  batérii jej prevádkovú kvapalinu? Jednoducho z nej odoberiete uzáver a opatrne vykonáte doplnenie. Samozrejme nie iba tak podľa oka, ale je potrebné sa riadiť doporučeniami jej výrobcu. Ako naplniť batériu, ktorá je na báze lítia? Toto nie je možné urobiť, pretože lítiové batérie sú úplne uzavreté. Treba tiež poznamenať, že olovená batéria je v porovnaní s batériami na báze lítia je síce lacná, no veľmi neefektívna alternatíva.