Cum alegi bateria potrivită pentru panourile fotovoltaice

Anul acesta, programul Casa Verde a adus o noutate semnificativă: pentru prima dată, bateriile de stocare a energiei au devenit obligatorii. Aceste baterii permit consumatorilor să stocheze excesul de energie solară generată în timpul zilei, asigurând o sursă de energie consistentă și de încredere chiar și atunci când soarele nu strălucește sau când sunt întreruperi de curent din rețea.

Având și o baterie, sistemul fotovoltaic devine mai fiabil și mai autonom, oferind o sursă constantă de energie. Bateriile de stocare contribuie la maximizarea eficienței întregului sistem, făcând, astfel, investiția în sistemul fotovoltaic mult mai valoroasă.

Alegerea informată a bateriei pentru sistemul fotovoltaic devine așadar foarte importantă.

L-am ivitat pe Otto Dobrescu, director executiv nJoy, să ne răspundă la cele mai frecvente întrebări despre sistemele de stocare a energiei, pentru a înțelege mai bine cum funcționează aceste tehnologii, cum determinăm necesarul de capacitate și la ce trebuie să fim atenți când alegem bateria, astfel încât să corespundă nevoilor casei noastre și să se integreze eficient în sistemele fotovoltaice pe care le instalăm.

1. Compatibilitatea cu invertorul: este important ca bateria să fie de la același producător sau să fie compatibilă cu invertorul pe care îl ai sau intenționezi să-l achiziționezi.

2. Garanție și suport tehnic

3. Temperatura de operare: verifică datele tehnice ale bateriei pentru a vedea dacă plaja de temperaturi de operare corespunde condițiilor climatice din zona ta.

4. Costul inițial și costul total: costul inițial al bateriei este un factor important. Să ținem cont că o baterie de calitate superioară, pe litiu, de exemplu, poate avea un cost inițial mai mare, dar un cost total mai mic pe termen lung datorită durabilității și performanței sale mai bune.

5. Adâncimea de descărcare (DoD - Depth of Discharge): aceasta indică procentul maxim din capacitatea bateriei care poate fi descărcat fără a o deteriora. O baterie pe litiu poate avea un DoD de 80-90%, ceea ce înseamnă că poți utiliza o mare parte din energia stocată, în timp ce bateriile plumb-acid au un DoD mai mic.

6. Eficiența de încărcare/descărcare: eficiența se referă la cât de multă energie stocată dintr-o baterie poate fi utilizată efectiv. Bateriile pe litiu au o eficiență mai mare (până la 95%), pe când bateriile plumb-acid au o eficiență mai mică (aproximativ 80%).

7. Durata de viață a bateriei: durata de viață a unei baterii depinde de tipul său și de cum este utilizată. De obicei, este indicată prin numărul de cicluri de încărcare/descărcare.

8. Capacitatea bateriei: capacitatea bateriei reprezintă cantitatea de energie pe care o poate stoca. Alegerea capacității depinde de: consumul zilnic (estimăm câtă energie este folosită zilnic și ce proporție din această energie vrem să stocăm) și autonomia dorită (dacă vrem ca bateria să furnizeze energie pe termen lung - zile în care nu este soare - este nevoie de o capacitate mai mare sau de mai multe baterii).

9. Tipul bateriei: există mai multe tipuri de baterii utilizate în sistemele fotovoltaice, fiecare cu avantaje și dezavantaje. Detaliez pe scurt acum: 

Bateriile pe litiu, LiFePO4: sunt cele mai populare datorită durabilității, eficienței și dimensiunii compacte. Au o durată de viață mai lungă și o performanță constantă pe durata ciclurilor de încărcare/descărcare.

Bateriile plumb-acid: sunt mai ieftine, dar au o durată de viață mai scurtă și o eficiență mai mică. Sunt mai sensibile la descărcările adânci și au nevoie de întreținere.

Așa cum menționam și mai sus, cele mai utilizate tipuri de baterii pentru sistemele fotovoltaice sunt bateriile pe litiu și bateriile plumb-acid. Voi explica acum mai pe larg:

• Baterii pe litiu: sunt cele mai populare baterii utilizate în sistemele fotovoltaice moderne datorită performanței excelente și durabilității lor. LiFePO4 (litiu-fosfat de fier) sunt cele mai sigure și au o durată de viață mai lungă. Bateriile pe litiu sunt, de obicei, mai sigure și au protecție integrată împotriva supraîncărcării și scurtcircuitelor. Pot funcționa eficient la temperaturi mai ridicate sau mai scăzute. Au un cost inițial mai ridicat, dar o eficiență ridicată și o adâncime de descărcare (DoD) mare, de aproximativ 80-90%. Sunt compacte și ușor de instalat.
• Baterii plumb-acid: sunt una dintre cele mai vechi tehnologii, folosite și în sistemele fotovoltaice. Bateriile plumb-acid pot fi mai afectate de temperaturi scăzute. Acestea au un cost inițial mai scăzut, dar au performanțe mai scăzute: durata de viață mai scurtă, eficiență de încărcare/descărcare mai scăzută, adâncimea de descărcare mai mică.

Scalabilitatea unui sistem de stocare a energiei este importantă pentru flexibilitatea pe termen lung, adaptabilitatea la schimbările de consum și posibilitatea de a răspunde la progrese tehnologice.

Permite ajustarea și extinderea sistemului în funcție de nevoi și resurse financiare, asigurând, astfel, o soluție economică, eficientă și durabilă pe termen lung.

• Sistemul de management al bateriei
• Scalabilitate
• Sistem de monitorizare și control
• Protecție umiditate și praf - indicator IP
• Posibilitatea de instalare la exterior/interior, montare pe perete sau pe podea
• Intervalul de temperatură de operare
• Modul de stingere a incendiilor
• Încălzire integrată
• Protecții: protecție pe celulă/pachet la subtensiune, protecție pe celulă/pachet la supratensiune, protecție încărcare/descărcare la supracurent, protecție Încărcare/Descărcare la temperatură scăzută, protecție încărcare/descărcare la temperatură ridicată, mediu cu temperatură scăzută, mediu cu temperatura ridicată, echilibrarea celulelor.

Recomandarea în alegerea soluției de stocare este să ne îndreptăm spre bateriile dotate cu funcționalități și sisteme de protecție care contribuie la funcționarea în condiții optime a echipamentului și la creșterea duratei de viață a bateriei, de exemplu: protecție la umezeală și praf IP65, sistem de încălzire integrat, modul de stingere a incendiilor, sistem integrat de management.

Pentru a determina capacitatea necesară a bateriei, trebuie să luăm în considerare mai mulți factori legați de consumul de energie al locuinței și de câtă energie vrem să stocăm pentru a acoperi nevoile de consum.

Iată pașii necesari pentru a face această estimare:

 1. Estimează consumul zilnic de energie (kWh). Acesta depinde de aparatele electrice folosite și de cât timp sunt folosite zilnic. De exemplu, dacă un frigider de 200 W (0.2 kW) funcționează 8 ore pe zi, consumul zilnic al frigiderului va fi: 0.2 kW × 8 ore = 1.6 kWh.

2. Determină perioada în care dorești să ai energie stocată. Câte ore sau zile de autonomie dorești să ai în cazul în care nu există soare? Aceasta va depinde de câtă energie consumi într-o  zi și de capacitatea bateriei de a acoperi consumul pe timpul nopții sau în perioada fără soare. De exemplu, dacă consumul zilnic este de 10 kWh și vrei ca bateria să îți asigure energia pentru o zi întreagă, fără a depinde de rețea, atunci ai nevoie de o baterie cu o capacitate de cel puțin 10 kWh.

3. Adâncimea de descărcare (DoD) a bateriei, adică procentul din capacitatea bateriei pe care o poți utiliza efectiv. De exemplu, dacă o baterie are un DoD de 80%, poți folosi doar 80% din capacitatea totală a acesteia fără a-i afecta durata de viață. Dacă alegi o baterie de 10 kWh, dar DoD-ul este de 80%, atunci energia utilă va fi de: 10 kWh × 80% = 8 kWh. Așadar, trebuie luat în calcul și acest aspect pentru a te asigura că bateria poate satisface nevoile de energie.

Autonomia necesară variază în funcție de consumul zilnic de energie și de numărul de zile pentru care dorești să fii independent de rețeaua electrică sau pentru perioadele în care panourile fotovoltaice nu generează energie.

Dacă vrei autonomie pentru o perioadă mai lungă, trebuie să calculezi capacitatea bateriei în funcție de nevoile energetice, ținând cont și de adâncimea de descărcare a bateriei. Aceasta îți va asigura energia necesară chiar și în zilele fără soare sau cu producție scăzută de energie solară.

De exemplu: consumul zilnic este de 10 kWh / adâncimea de descărcare (DoD) a bateriei este de 80% / autonomia dorită este de 2 zile. Calculul capacității necesare a bateriei va fi:

Capacitatea bateriei = consum zilnic × numărul de zile de autonomie / la DoD: 10 kWh × 2 / 80% = 25 kWh.

Așadar, pentru 2 zile de autonomie, ai nevoie de o baterie cu o capacitate de 25 kWh (pentru a acoperi 20 kWh de consum total pe 2 zile, având în vedere DoD-ul de 80%).

Da.

Subdimensionarea bateriei se referă la alegerea unei baterii cu o capacitate mai mică decât necesarul real de energie.

• Avantaje: costuri inițiale mai mici, spațiu utilizat mai mic.
• Dezavantaje: autonomie redusă (o baterie subdimensionată nu va putea stoca suficientă energie pentru a acoperi necesitățile în perioadele fără soare, ceea ce înseamnă că dependența de rețeaua electrică va fi mai mare), descărcări mai frecvente (dacă bateria se descarcă prea des pentru a face față cerințelor de consum, acest lucru poate reduce durata de viață a acesteia și poate duce la un consum mai rapid al capacității sale).

Recomandarea este să nu alegi o baterie de capacitate prea mică, subdimensionarea duce la descărcări profunde frecvente, ceea ce scade durata de viață a bateriei. Aceasta are un număr limitat de cicluri de încărcare/descărcare, iar utilizarea la capacitate maximă continuu va duce la uzură rapidă. De asemenea, nici descărcările complete nu sunt benefice bateriei. Ideal este ca bateria să fie folosită între limitele 20-80%, la fel ca în cazul telefoanelor mobile sau al mașinilor electrice. Cu o baterie subdimensionată riscul de a ajunge la descărcări complete frecvente e mai mare.

Supradimensionarea bateriei se referă la alegerea unei baterii cu o capacitate mai mare decât necesarul real de energie.

• Avantaje:

- autonomie crescută (o baterie mai mare va permite stocarea unei cantități mai mari de energie, ceea ce poate asigura o autonomie mai lungă, mai ales în perioadele în care sistemul fotovoltaic nu produce suficientă energie)

-independență de rețea (cu o baterie mai mare, poți fi mai puțin dependent de rețeaua electrică, ceea ce va reduce costurile cu energia pe termen lung, adică mai independent energetic)

- durabilitate mai bună (în general, bateriile care nu sunt descărcate complet frecvent pot rezista mai mult, deoarece descărcarea profundă continuă poate reduce durata de viață a unei baterii), flexibilitate pentru viitor (o baterie mai mare poate fi utilă dacă consumul de energie va crește în viitor).

• Dezavantaje: costuri mai mari, spațiu suplimentar necesar.

De asemenea, încărcarea și descărcarea folosind curentul maxim suportat de baterie nu sunt benefice pentru aceasta. Dacă se folosește un curent mai mic decât cel maxim suportat, atât pentru încărcare cât și pentru descărcare, stresul asupra bateriei scade și durata de viață crește. Deci, dacă supradimensionăm bateria, curentul de încărcare/descărcare scade și durata de viață a bateriilor crește.

Alegerea unei baterii mai mari decât capacitatea sistemului fotovoltaic poate contribui la o durată de viață mai lungă a bateriei, în anumite condiții. Așa cum menționam și mai sus, durata de viață a unei baterii depinde de modul în care este utilizată, în special de adâncimea de descărcare (DoD) și de ciclurile de încărcare. 

• Descărcarea parțială (DoD mai mic): dacă bateria este supradimensionată și este consumată doar o mică parte din capacitatea acesteia în fiecare zi, aceasta va fi mai puțin descărcată. Ca rezultat, bateria va trece prin mai puține cicluri complete de încărcare/descărcare și va fi mai puțin afectată de procesul de uzură. De exemplu, dacă ai o baterie mare și consumi doar 20-30% din capacitatea ei zilnic, vei reduce numărul de cicluri de descărcare completă, ceea ce poate prelungi durata de viață a bateriei.
• Cicluri de încărcare și descărcare: bateriile își pierd capacitatea de stocare mai repede atunci când sunt descărcate profund și încărcate complet în mod frecvent. Dacă bateria este mai mare decât necesarul zilnic și nu ajunge la o descărcare completă frecventă, aceasta va trece prin mai puține cicluri complete și, prin urmare, va dura mai mult.
• Situații neprevăzute: o baterie mai mare furnizează energie pe o perioadă mai lungă în cazul în care lipsește producția de energie de la panourile fotovoltaice și există o avarie la rețea.

Da, așa cum am menționat deja, adâncimea de descărcare (DoD) a bateriei este un factor extrem de important, care trebuie luat în considerare atunci când alegem o baterie pentru un sistem fotovoltaic.

DoD reprezintă procentul de energie din capacitatea totală a bateriei pe care o poți utiliza înainte ca bateria să ajungă la limita de siguranță și să nu mai poată fi descărcată.

De exemplu, dacă o baterie are o capacitate de 10 kWh și un DoD de 80%, putem folosi doar 80% din acea capacitate (adică 8 kWh). Durata de viață a bateriei: reducerea DoD-ului (adică utilizarea unei porțiuni mai mici din capacitatea bateriei înainte de a o reîncărca) este esențială pentru a prelungi durata de viață a bateriei.

Dacă descărcarea profundă (DoD mare) are loc frecvent, bateria se uzează mai repede.

Pentru a alege corect capacitatea de încărcare și descărcare a bateriei, trebuie să avem în vedere mai multe aspecte, precum puterea sistemului fotovoltaic, tipul de consum energetic al casei și nevoia de autonomie. Dacă ai consumuri mari de energie, va trebui să alegi o baterie cu capacități mari de încărcare și descărcare, în timp ce, dacă consumul este moderat, o baterie cu capacități mai mici poate fi suficientă.

Aceste două caracteristici determină cât de rapid poate bateria să se încarce, adică să primească energie de la panourile solare și cât de rapid poate să se descărce, adică să furnizeze energie casei tale sau unui consumator extern.

Capacitatea de încărcare a bateriei sau viteza cu care bateria poate acumula energie de la sistemul fotovoltaic. Este important să vă asigurați că bateria poate fi încărcată suficient de rapid pentru a vă satisface necesitățile de energie, mai ales în zilele cu soare intens și atunci când sistemul fotovoltaic produce multă energie. Factori de care depinde capacitatea de încărcare:

- Puterea sistemului fotovoltaic: capacitatea de încărcare a bateriei trebuie să fie în concordanță cu puterea maximă pe care panourile solare o pot produce (de exemplu, dacă sistemul tău fotovoltaic poate produce 5 kW de energie pe oră, bateria trebuie să poată absorbi această cantitate de energie în condiții optime).

- Puterea de încărcare a bateriei: este specificată de producătorul bateriei și indică cantitatea maximă de energie pe care bateria o poate accepta într-o oră.

Capacitatea de descărcare a bateriei sau viteza cu care bateria poate furniza energie consumatorilor. Aceasta este crucială în momentul în care aveți nevoie de o cantitate mare de energie într-un interval scurt. Factori de care depinde capacitatea de descărcare:

- Tipul de consum: dacă aveți aparate electrice care necesită un consum mare într-un interval scurt de timp, veți avea nevoie de o baterie cu o capacitate de descărcare mare

- Puterea de descărcare a bateriei: este specificată de asemenea de producătorul bateriei și indică cantitatea maximă de energie pe care bateria o poate furniza într-o perioadă de timp, de obicei exprimată în kW.

Pentru a te asigura că bateria este compatibilă cu sistemul fotovoltaic și invertorul, trebuie să iei în considerare mai mulți factori, precum:

• Tipul bateriei și al invertorului
• Capacitatea de încărcare și descărcare a bateriei
• Tensiunea și capacitatea bateriei în raport cu specificațiile invertorului
• Sistemul de management al bateriei (BMS)
• Recomandările producătorului privind compatibilitatea

Da, bateriile pentru sistemele fotovoltaice sunt sensibile la temperaturile extreme, iar temperaturile prea scăzute sau prea ridicate pot afecta negativ performanța și durata de viață a acestora. Intervalul de temperaturi uzual pentru bateriile LiFePO4 actuale este 0° ~ 50°C în timpul încărcării și -10° ~ 55°C în timpul descărcării. Acest interval este limitat de tehnologia folosită în baterii și este același indiferent de producătorul bateriilor.

Producătorii depășesc aceste limitări prin funcții suplimentare, cum ar fi sistemul de încălzire al bateriei. Acesta asigură că, chiar și în condiții de temperaturi exterioare scăzute, celulele bateriei rămân la o temperatură mai mare de 0 grade, permițând încărcarea în siguranță.

În cazul temperaturilor scăzute este afectată în principal încărcarea bateriei. Pentru a se putea încărca, temperatura acesteia trebuie să fie de minim 0 grade, deci la o temperatură exterioară negativă, bateria trebuie în prealabil încălzită. Astfel, recomandarea este să alegi o baterie dotată cu încălzire integrată. De aici și necesitatea ca bateria să nu se descarce complet pe timpul nopții, pentru a-i rămâne dimineața energia necesară sistemului de încălzire.

În cazul descărcării, se generează căldură și bateria nu trebuie încălzită, putând furniza energie și când temperatura exterioară este negativă.

Trebuie ținut cont și de limita superioară a plajei de temperaturi în care o baterie funcționează normal. Astfel, nu este recomandată montarea bateriei în bătaia directă a soarelui pentru a evita supraîncălzirea în sezonul cald.

Pentru protecția bateriei, sistemul de management al acesteia (BMS) oprește sau restricționează funcționarea bateriei atunci când temperatura acesteia este în afara anumitor limite. Acest lucru se întâmplă atât la temperaturi prea scăzute, cât și prea ridicate. BMS-ul monitorizează constant temperatura bateriei și ajustează procesul de încărcare sau descărcare pentru a menține bateria în intervalul de temperatură optim.

Eficiența bateriei este un factor important atunci când alegi un sistem de stocare pentru energie solară, deoarece aceasta influențează performanța generală a sistemului fotovoltaic, cu impact asupra costurilor pe termen lung. Iată la ce să fim atenți atunci când vorbim de eficiența bateriei:

• Maximizarea energiei disponibile: eficiența bateriei se referă la proporția de energie stocată care poate fi recuperată din totalul de energie care a fost introdusă în baterie. O baterie cu o eficiență mare va putea stoca și furniza mai multă energie decât una cu o eficiență mai mică. De exemplu, dacă o baterie are o eficiență de 90%, atunci din 100 kWh încărcați în baterie, poți recupera 90 kWh.
• Reducerea pierderilor de energie: toate bateriile au pierderi de energie în timpul procesului de încărcare și descărcare, dar eficiența bateriei reflectă cât de multă energie se pierde în aceste procese.
• Costuri pe termen lung mai mici: eficiența bateriei influențează, de asemenea, costurile totale de operare ale sistemului fotovoltaic. Bateriile mai eficiente permit stocarea unei cantități mai mari de energie, iar prin minimizarea pierderilor de energie, costurile cu consumul de energie din rețea pot fi reduse semnificativ.
• Durabilitatea bateriei: bateriile cu eficiență mai mare pot suporta mai multe cicluri de încărcare/descărcare fără a suferi deteriorări semnificative, ceea ce poate contribui la creșterea duratei de viață a bateriei. În plus, o eficiență bună poate ajuta la evitarea supraîncărcării sau descărcării profunde, care pot reduce semnificativ durata de viață a bateriei.
• Optimizarea performanței sistemului fotovoltaic: un sistem fotovoltaic cu baterie eficientă este mai bine integrat și va ajuta la optimizarea întregului flux energetic. Bateria stochează excesul de energie produsă de panourile fotovoltaice în timpul zilei și îl eliberează atunci când consumul depășește producția (de obicei noaptea sau în perioadele de vreme nefavorabilă). Cu o baterie eficientă, întregul sistem va funcționa la un nivel optim, fără pierderi semnificative de energie.
• Optimizarea utilizării în condiții de încărcare/descărcare parțială: unele baterii pierd eficiență mai mult atunci când sunt utilizate într-o stare de încărcare sau descărcare parțială, adică atunci când nu sunt complet încărcate sau complet descărcate. O baterie eficientă va minimiza aceste pierderi, chiar și în condiții de utilizare parțială.

O baterie bine aleasă nu doar că maximizează eficiența sistemului fotovoltaic, dar contribuie semnificativ la reducerea costurilor pe termen lung, oferind independență energetică personalizată pe nevoile casei tale.

Toate bateriile din oferta E.ON Solar Casa Verde sunt baterii LiFePO4 și pun accent pe inovație, calitate și siguranță. Au 10 ani garanție și eficiență maximă peste 90%, protecție anti-supraîncălzire, temperaturi de funcționare de la -20 până la 50°C și pot fi instalate atât la exterior, cât și la interior.

În plus, cu E.ON, ai liniște sufletească deplină, știind că ai și 12 luni asigurare inclusă "Toate riscurile", de la UNIQA Asigurări și un număr de telefon dedicat, la care poți suna orice s-ar întâmpla, iar un tehnician autorizat te îndrumă și îți oferă asistență rapid.