Αποθήκευση ενέργειας με μπαταρίες για το φωτοβολταϊκό

Τι είναι οι μπαταρίες φωτοβολταϊκών

Τα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα χρησιμοποιούνται ευρέως από όσους θέλουν να απεξαρτηθούν πλήρως από οποιονδήποτε πάροχο ηλεκτρικής ενέργειας, να πουν δηλαδή οριστικό αντίο στους λογαριασμούς. Σε ένα τέτοιο αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα στο σπίτι καθοριστικό ρόλο παίζουν οι συσσωρευτές ή αλλιώς μπαταρίες και έχουν κάποια ιδιαίτερα μυστικά για τη συντήρησή τους.

Μεγάλη σημασία έχει ο χώρος που θα τοποθετήσεις τις μπαταρίες ώστε να διατηρούν σταθερή τη θερμοκρασία τους.
‍Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος χάνουν προσωρινά περίπου το 20% της πραγματικής χωρητικότητας τους όταν η θερμοκρασία τους πέσει στους -1 °C σε σχέση με την απόδοσή τους στους 25 °C. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, το ποσοστό των μόνιμων βλαβών αυξάνεται. Έτσι είναι επιθυμητό να προστατευθούν οι μπαταρίες από ακραίες θερμοκρασίες.

‍Σε περίπτωση που δεν μπορούν να αποφευχθούν οι χαμηλές θερμοκρασίες, θα πρέπει να προϋπολογιστεί μια μεγαλύτερης χωρητικότητα αποθήκη ενέργειας για να αντισταθμιστεί η μειωμένη ικανότητά τους στη διάρκεια του χειμώνα. Θα πρέπει να αποφεύγονται οι πηγές άμεσης ακτινοβολούμενης θερμότητας, οι οποίες προκαλούν αύξηση της θερμοκρασίας ορισμένων κελιών (ένα ιδανικό εύρος τιμών θερμοκρασίας λειτουργίας είναι μεταξύ 10-25°C).

‍Τοποθέτησε τους συσσωρευτές με αυτή τη διάταξη ώστε να μείνουν όλοι στην ίδια θερμοκρασία. Αν είναι σε έναν εξωτερικό τοίχο, τότε αυτός θα πρέπει να μονωθεί, εξασφαλίζοντας παράλληλα χώρο για τη κυκλοφορία του αέρα. Θα πρέπει να υπάρχουν κενά μεταξύ των συσσωρευτών, ώστε αυτοί που βρίσκονται στη μέση να μην θερμαίνονται περισσότερο από τους υπόλοιπους. Μια κατασκευή προστασίας πρέπει να επιτρέπει την εύκολη πρόσβαση για συντήρηση, ειδικά για τις υγρές μπαταρίες. Δεν πρέπει να τοποθετούνται διακόπτες, ή άλλες συσκευές παραγωγής σπινθήρων στο περίβλημα.

‍Επίλεξε τύπο μπαταρίας  ανάλογα με τις απαιτήσεις σου!
‍Οι μπαταρίες κατασκευάζονται με μία ποικιλία δομών και υλικών, ανάλογα με την εφαρμογή. Οι εφαρμογές ΑΠΕ απαιτούν συσσωρευτές με δυνατότητα εκφόρτισης μεγαλύτερη του 50% της χωρητικότητας αποθήκευσης τους, κατ επανάληψη. Αυτό ονομάζεται «βαθύς κύκλος» Ένα πλήρως αυτόνομο οικιακό σύστημα θα χρειαστεί 50 έως 250 κύκλους φόρτισης εκφόρτισης ανά έτος σε 30-80% βάθος εκφόρτισης (ανάλογα με την περιστασιακή ή μόνιμη χρήση της κατοικίας).Σε εφαρμογές ΑΠΕ θα πρέπει πάντα να χρησιμοποιούνται υψηλής ποιότητας μπαταρίες, βαθιάς εκφόρτισης. Οι μπαταρίες για εκκίνηση (αυτοκίνητα ή φορτηγά) έχουν σχεδιαστεί για γρήγορες, υψηλής ισχύος εκφορτίσεις, και μπορούν να κρατήσουν μόνο για λίγους βαθείς κύκλους φόρτισης –εκφόρτισης.

‍Οι μπαταρίες που χρησιμοποιούνται στα διασυνδεδεμένα εφεδρικά συστήματα έκτακτης ανάγκης (τα οποία βρίσκονται σε κατάσταση αναμονής) θα πρέπει να είναι βαθειάς εκφόρτισης μόνο περιστασιακά, όταν υπάρχει διακοπή ρεύματος. Συχνά, οι υγρού τύπου μπαταρίες χρειάζεται να φορτίζονται για να γίνει ανάμειξη του ηλεκτρολύτη με στόχο την αποφυγή στρωματοποίησής του. Επειδή η υψηλού ρυθμού επαναλαμβανόμενη φόρτιση της μπαταρίας μπορεί να είναι πολύ σπάνια σε εφαρμογές που βρίσκονται σε κατάσταση αναμονής, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιούνται μπαταρίες που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για εφαρμογές back-up. Μπορεί να μην είναι καλές για εκατοντάδες κύκλους, αλλά θα παραμείνουν σε καλή κατάσταση λειτουργίας για πολλά έτη με ελαφριά χρήση.‍

‍Μπαταρία κλειστού ή ανοιχτού τύπου;
‍Μια άλλη διάκριση των συσσωρευτών είναι μεταξύ κλειστού (χωρίς συντήρηση - VRLA) και ανοιχτού-υγρού τύπου. Οι περισσότερες μπαταρίες βαθειάς εκφόρτισης είναι υγρού τύπου. Απαιτούν συχνή πλήρωση υγρών, αλλά τείνουν να διαρκούν περισσότερο χρονικό διάστημα. Οι μπαταρίες έκτακτης ανάγκης σε καταστάσεις αναμονής είναι συχνά κλειστού τύπου, και δεν απαιτούν τακτική συντήρηση. Οι συσσωρευτές VRLA επιλέγονται επειδή εξαλείφουν την ανάγκη για αεριζόμενο χώρο και έχουν εύκολη πρόσβαση, κοστίζουν ακριβότερα σε σχέση με τους υγρού ηλεκτρολύτη και απαιτούν πιο προσεκτική επαναφόρτιση, αλλά υπερέχουν ειδικότερα σε ανεπιτήρητες εφαρμογές.
‍Οι απορροφημένου ηλεκτρολύτη (AGM) συσσωρευτές έχουν σχεδιαστεί για εφαρμογές float (standby), και είναι η καλύτερη επιλογή για διασυνδεδεμένα φωτοβολταϊκά συστήματα που περιλαμβάνουν εφεδρική μπαταρία. Οι συσσωρευτές τεχνολογίας GEL ηλεκτρολύτη έχουν σχεδιαστεί για κυκλικές και μεγάλου βάθους εκφορτίσεις και θεωρούνται ιδανικοί για Αυτόνομα Φωτοβολταϊκά Συστήματα πλήρους χρήσης.‍

‍Η ώρα της συντήρησης!
‍Οι μπαταρίες πρέπει να συντηρούνται κάθε μήνα, το αργότερο κάθε τέσσερις μήνες με βάση το είδος τους. Διαφορετικά κινδυνεύεις από βραχυκυκλώματα, ακόμα και πιθανές εκρήξεις!

‍Οι υγρές μπαταρίες απαιτούν την προσθήκη αποκλειστικά αποσταγμένου νερού κάθε έναν έως τέσσερις μήνες ανάλογα με τον τύπο, τη θερμοκρασία της μπαταρίας, καθώς και τις ρυθμίσεις του ελέγχου φόρτισης και τη χρήση του συστήματος. Πολλοί ξεχνούν να συντηρήσουν τις μπαταρίες τους με αποτέλεσμα το χαμηλό επίπεδο του ηλεκτρολύτη να προκαλεί υπερβολική έκλυση αερίων και κατά συνέπεια την παραμόρφωση των πλακών, βραχυκύκλωμα ή ακόμα και έκρηξη.

‍Από την άλλη πλευρά, οι συσσωρευτές δεν πρέπει να υπερπληρώνονται. Δεν υπάρχει καμία ανάγκη να γεμίζονται πιο συχνά από ό, τι απαιτείται για να διατηρηθούν οι πλάκες υγρές. Γέμισε τους συσσωρευτές μόνο μέχρι το επίπεδο που συνίσταται από το κατασκευαστή. Διαφορετικά, κατά τη διάρκεια της τελικής φόρτισης, οι φυσαλίδες θα προκαλέσουν πιθανή υπερχείλιση, οδηγώντας σε διάβρωση των πόλων και των καλωδίων της μπαταρίας. Αν και είναι μια πρόσθετη δαπάνη, ένα αυτοματοποιημένο σύστημα πλήρωσης μπαταριών (σε όποιες τεχνολογίες διατίθεται) απλοποιεί τη πλήρωση της μπαταρίας σε νερό. Εννοείται πως δεν προσθέτεις ποτέ διάλυμα ηλεκτρολύτη στους συσσωρευτές.

‍Βάλε συσκευή ελέγχου, για να γνωρίζεις κατάσταση φόρτισης και επίπεδο αποθηκευμένης ενέργειας!
‍Έχεις οδηγήσει αυτοκίνητο χωρίς μετρητή καυσίμου; Δεν είναι κάπως απογοητευτικό να μη γνωρίζεις το πότε ξεμένεις από ενέργεια; Αυτό θα πρέπει να το προσέξεις και στη μπαταρία σου. Πολλά συστήματα αποθήκευσης δεν έχουν αντίστοιχη συσκευή που να δείχνει την κατάσταση φόρτισης (SOC) των συσσωρευτών και το επίπεδο της αποθηκευμένης ενέργειας.

‍Η μέτρηση παρέχει σημαντικές πληροφορίες για τη διαχείριση της ενέργειας, με αποτέλεσμα να αυξάνεται σημαντικά η διάρκεια ζωής της ενεργειακής αποθήκης. Αυτές οι συσκευές παρακολουθούν τα συσσωρευμένα Αμπερώρια (ΑΗ) και εμφανίζουν την κατάσταση φόρτισης της συστοιχίας των συσσωρευτών. Επιδεικνύουν επίσης και άλλα στοιχεία που μπορεί να είναι χρήσιμα για τη συντήρηση και την αντιμετώπιση προβλημάτων. Η εγκατάσταση συσκευής ελέγχου θα πρέπει να τοποθετείται σε κεντρική θέση και να έχει προγραμματιστεί σωστά.‍

‍Συμπέρασμα
‍Έχεις επιλέξει να εγκαταστήσεις αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα στο χώρο σου. Πρόκειται για μία πολύ δυνατή επένδυση, η οποία θα σε δικαιώσει. Για να λειτουργήσουν όλα όπως πρέπει, είναι πολύ σημαντικό να δώσεις μεγάλη σημασία στη μπαταρία. Τι τύπο θα επιλέξεις, πως θα την εγκαταστήσεις, πως θα τη συντηρήσεις; Τώρα πλέον ξέρεις!