Zestaw akumulatorów jest jednym z elementów instalacji fotowoltaicznej w sytuacji kiedy chcemy magazynować energię elektryczną, po to aby móc z niej skorzystać w porach dnia, kiedy instalacja fotowoltaiczna nie produkuje energii elektrycznej lub ilość produkowanej energii jest niewystarczająca w stosunku do naszych potrzeb (wieczór, noc).
Zwykle producenci modułów fotowoltaicznych dają gwarancję na okres co najmniej 20-25 lat. Natomiast w przypadku zestawów akumulatorów sytuacja wygląda troszkę inaczej i przede wszystkim okres żywotności zależy od rodzaju zastosowanego zestawu akumulatorowego oraz od sposobu jego użytkowania.
Kalkulator fotowoltaicznej instalacji wyspowej Kalkulator OFF-Grid.
Najczęściej i najbardziej rozpowszechnione zestawy akumulatorowe obejmują dwa rodzaje:
– kwasowo-ołowiowe (składają się z płyt ołowiowych i rozcieńczonego kwasu siarkowego) – żywotność zawiera się w granicach 1.000 – 1.500 cykli ładowania i najczęściej wykonane są w formie szczelnej nie wymagając praktycznie obsługi (co przy 250-300 cyklach ładowania w roku daje nam okres żywotności rzędu 4-5 lat),
– żelowe (wykonane są z ołowiu, lecz zamiast rozcieńczonego kwasu siarkowego dodane są do niego dodatkowe składniki tworzące żel) – żywotność osiąga co najmniej 2.000 – 3.000 cykli ładowania i one również mogą być wykonane w formie szczelnej, jednakże wtedy wymagają zastosowania specjalnego kontrolera ładowania pozwalającego na precyzyjną regulację napięcia ładowania.
– litowo-jonowe (katoda składa się z elektrody aluminiowej na której znajduje się tlenek litu, natomiast anodę stanowi elektroda miedziana na której znajduje się grafit) – żywotność może osiągnąć nawet 5.000 – 7.000 cykli ładowania, co odpowiada 20-letniemu okresowi użytkowania (dodatkowym plusem tych baterii jest możliwość szybkiego ładowania, jednakże dużym minusem jest cena, która aktualnie kształtuje się na poziomie 0,4 EUR/Wh).
Oczywiście okres użytkowania zestawów akumulatorowych może być dłuższy od podanych wyżej, przy czym duże znaczenia na jego wartość ma sposób ładowania i rozładowania (zestawy akumulatorowe nie znoszą głębokiego rozładowania i tym samym możliwa liczba cykli ładowania spada wraz ze wzrostem głębokości rozładowania). Również wyższa temperatura użytkowania, szczególnie akumulatorów ołowiowych, wpływa na spadek osiąganej liczby cykli ładowania (nawet 20-30 %, przy temperaturach pracy rzędu 35, zamiast 20 st C).
Liczba cykli ładowania oznacza ilość ładowań/rozładowań zestawu akumulatorowego po której pojemność zestawu spada do wartości 80 % pojemności znamionowej.
Napięcie ładowania akumulatorów solarnych wynosi ok. 14,2 – 14,4 V (stan rozładowany to napięcie poniżej 12,0 V, bateria w połowie naładowana osiąga napięcie 12,4 V, a w pełni naładowana to napięcie 12,8 V).
Pojedyncza bateria zestawu akumulatorowego najczęściej posiada napięcie pracy 12 V, dlatego w przypadku konieczności zastosowania wyższych napięć np. 24 lub 48 V należy połączyć równolegle odpowiednio 2 lub 4 baterie o napięciu 12 V.
Istotnym parametrem każdego zestawu akumulatorowego jest jego pojemność podawana w ampero-godzinach. Przykładowo z zestawu o pojemności 100 Ah teoretycznie przy napięciu pracy 12 V możemy uzyskać w ciągu 100 godzin 1.200 Wh (przy prądzie rozładowania 1 A). W praktyce nie należy rozładowywać bardziej niż do wartości 50 % jej pojemności, dlatego przy większych zapotrzebowaniach lub przy wyższych prądach rozładowania należy stosować większe pojemności zestawów akumulatorowych.
Zestawy akumulatorowe mogą posiadać wykonanie otwarte (nieszczelne) i wtedy z uwagi na utratę elektrolitu wymagają uzupełniania wodą destylowana (niezbędna jest kontrola poziomu min. 3 razy w roku) i dodatkowo zestawy takie nie należy stosować w pomieszczeniach w których przebywają ludzie (wymagają wentylacji).
Na rynku coraz częściej można spotkać zestawy akumulatorowe oferowane razem z układami ładowania, regulatorami ładowania oraz ewentualnie inwerterami zabudowane w jednej obudowie (cena takiego zestawu kształtuje się na poziomie 0,3 – 1,0 EUR/Wp mocy zainstalowanej).
