Skládané bateriové uložiště

Dnes si bateriové úložiště k fotovoltaice může teoreticky složit skoro každý. Články, BMS, boxy, kabely i hotové sady se dají objednat přímo z Číny a na první pohled to často vypadá jednoduše. Jenže právě u baterií platí, že stejně vypadající komponenty nemusí mít stejnou kvalitu.

Baterie není jen krabice s články. Je to zařízení, ve kterém tečou vysoké proudy, pracuje se s velkou uloženou energií a každá chyba v kontaktu, kabelu, jištění nebo nastavení se může projevit zahříváním, ztrátami, zkrácenou životností nebo v horším případě požárem.

Velká výhoda skládané baterie je v tom, že si můžeme sami zvolit jak použité články, tak řídicí jednotku BMS. Díky tomu lze postavit baterii z kvalitních komponent přesně podle požadavků systému. U hotových uzavřených boxů je to často jiné. Tyto baterie bývají navržené hlavně cenově, takže uvnitř mohou být levnější články a jednodušší BMS, často bez aktivního balancéru. U skládané baterie máme nad kvalitou jednotlivých částí mnohem větší kontrolu.

Ne všechny modré články jsou stejné

Většina LiFePO4 článků pro domácí bateriová úložiště vypadá velmi podobně. Často jsou modré, hranaté a mají podobné parametry, například 280 Ah, 304 Ah nebo 314 Ah. Jenže podle vzhledu nelze poznat kvalitu.

Mezi známé výrobce článků patří například EVE Energy, CATL, CALB, REPT, Hithium, BYD, Gotion nebo SVOLT. Tyto značky se běžně objevují u článků používaných pro bateriová úložiště a energetiku. Například přehledy trhu s úložišti uvádějí mezi významnými výrobci článků CATL, EVE, CALB, Hithium a BYD.

Pro zákazníka je důležité vědět hlavně to, že článek není dobrý jen proto, že je modrý a má na sobě napsáno 314 Ah. Důležitý je původ, stáří, skutečná kapacita, vnitřní odpor, kvalita terminálů a hlavně to, od koho se články kupují.

Jeden šroub, nebo dva šrouby na terminálu?

U článků se běžně setkáte se dvěma typy terminálů:

Terminál na jeden šroubTato varianta může být použitelná u menších proudů nebo méně náročných aplikací. Pro větší bateriová úložiště k fotovoltaice ji ale nepovažujeme za ideální. Propojovací páska má menší styčnou plochu, kontakt je citlivější na dotažení a při vyšších proudech se může místo spoje více zahřívat.

Terminál na dva šroubyTo je podle nás vhodnější varianta pro fotovoltaiku. Propojovací páska sedí na článku větší plochou, spoj je mechanicky stabilnější a proud se rozkládá přes větší kontaktní plochu. U baterie, která má dlouhodobě pracovat se střídačem, zálohou domu a vyššími proudy, dává terminál se dvěma šrouby větší smysl.

U baterií totiž často není problém samotná chemie LiFePO4 článku, ale špatně udělané spoje. Poddimenzovaný vodič, špatně dotažený šroub, malá kontaktní plocha nebo nekvalitní přípojnice vytvoří vyšší přechodový odpor. A vyšší odpor znamená teplo. U bateriových propojení se běžně upozorňuje, že volné nebo poddimenzované přípojnice a kabely mohou vést k přehřívání, tavení izolace nebo požáru.

Pozor na podezřele levné články

Na trhu se objevují články, které byly z výroby vyřazeny, ležely dlouho ve skladu, mají horší parametry, vyšší vnitřní odpor nebo pocházejí z nejasného zdroje. Překupník je koupí levně a potom je prodává jako kvalitní články za lákavou cenu.

V inzerátech se často objevuje označení Grade A. Problém je, že u překupníků toto označení samo o sobě nic negarantuje. Každý může napsat „Grade A“, ale bez ověřeného původu, měření a historie prodejce je to jen text v inzerátu.

Seriózní výrobce nevyrábí článek s tím, že by ho chtěl prodávat ve třech různých kvalitách běžnému zákazníkovi. Buď článek splní požadované parametry, nebo má nějaký důvod, proč se nedostal do standardního prodeje. A právě tyto články se potom mohou dostat na sekundární trh.

Proto nedoporučujeme kupovat bateriové články od neznámých prodejců bez historie, bez měření a bez jasné odpovědnosti. U baterie za desítky tisíc korun se úspora pár tisíc může velmi rychle změnit v problém.

BMS je mozek celé baterie

Další zásadní částí bateriového úložiště je BMS, tedy Battery Management System. BMS hlídá jednotlivé články, napětí, proudy, teploty, nabíjení, vybíjení a případně komunikuje se střídačem. Bez správné BMS není baterie kompletní systém, ale jen sada propojených článků.

Mezi známé značky BMS patří například JK BMS, JBD, Daly, Seplos, Pace, REC nebo TDT. Na trhu jsou různé typy, od jednoduchých BMS až po pokročilejší systémy pro domácí úložiště. V českých e-shopech se běžně prodávají například JK, JBD, TDT nebo Topband a samostatně se objevují i aktivní balancéry Daly.

Za nás je u větší LiFePO4 baterie k fotovoltaice důležité volit BMS s aktivním balancerem, ideálně alespoň 1 A. Aktivní balancer pomáhá vyrovnávat články efektivněji než jednoduché pasivní řešení, které přebytečnou energii jen „pálí“ na odporech. U větších článků s kapacitou kolem 280 až 314 Ah je slabé nebo žádné balancování problém hlavně z dlouhodobého hlediska.

Dobrá BMS ale nestačí jen koupit. Musí být správně nastavená. Nabíjecí napětí, vybíjecí limity, ochrany článků, teplotní limity, proudové limity a komunikace se střídačem musí dávat smysl pro konkrétní baterii.

Box, uložení článků a proč články „dýchají“

Bateriový box se dá koupit hotový, připravený pro osazení článků, BMS a kabeláže. Druhá možnost je postavit si vlastní řešení, kde si články uložíte podle potřeby. V obou případech je důležité, aby články nebyly jen tak naházené vedle sebe.

LiFePO4 články během provozu nepatrně mění svůj objem. Laicky se tomu dá říct, že články „dýchají“. Při nabíjení, vybíjení, změnách teploty a stárnutí dochází k malým mechanickým změnám uvnitř článku. Proto se mezi články používají vhodné podložky nebo kompresní materiál, který dovolí malý pohyb, ale zároveň zabrání tomu, aby články měly úplnou volnost a časem se začaly deformovat. Odborné zdroje u prizmatických článků popisují použití kompresních podložek mezi články právě kvůli řízenému rozpínání a dlouhodobé životnosti článků.

Správné uložení článků tedy není detail. Články by měly být proložené, stažené rozumnou silou a uložené tak, aby nebyly mechanicky namáhané špatným způsobem. Nesmí být úplně volné, ale zároveň nesmí být brutálně stažené bez možnosti kompenzace.

Kabely, přípojnice a dotažení spojů

Poslední, ale velmi důležitá věc, jsou kabely a propoje. U baterie k fotovoltaice tečou vysoké proudy. Čím nižší napětí systému, tím vyšší proudy. U 48V baterie není problém dostat se při větším výkonu střídače na stovky ampér.

Proto je potřeba správně dimenzovat:

• kabely mezi baterií a střídačem,

• kabely mezi jednotlivými bateriemi,

• propojovací pásky mezi články,

• hlavní přípojnice,

• jištění,

• odpojovače,

• svorky a kabelová oka.

Tady se nesmí jet stylem „to nějak vydrží“. U baterií je lepší předimenzovat než poddimenzovat. Malý průřez vodiče znamená vyšší odpor, větší úbytek napětí a víc tepla. Stejně tak špatně dotažený spoj nebo malá kontaktní plocha vytvoří bod, který se bude zahřívat. U domácích úložišť se na poddimenzované vodiče a volné spoje běžně upozorňuje jako na jednu z hlavních příčin nebezpečného přehřívání.

Nejvíc problémů u baterií často nevzniká proto, že by samotný LiFePO4 článek „chtěl hořet“. Vznikají kvůli špatné montáži, špatným spojům, špatnému jištění, nekvalitním komponentům a podcenění proudů.

Proč baterie od odborné firmy stojí víc než samotné díly z Číny

Baterii o kapacitě přibližně 15 až 16 kWh s boxem lze dnes přímo z Číny pořídit zhruba kolem 40 000 Kč bez DPH. Na první pohled to může vypadat jako obrovský rozdíl proti baterii dodané firmou.

Jenže u nás zákazník neplatí jen samotné články v krabici.

Platí za to, že víme, jaké články použít, jakou BMS zvolit, jak baterii správně složit, jak ji nastavit, jak ji připojit ke střídači, jak dimenzovat vodiče, jak řešit jištění a jak celý systém uvést do provozu tak, aby dlouhodobě fungoval.

Platí také za odpovědnost a záruku. Když si někdo objedná baterii sám z Číny a za půl roku se objeví problém, bude ho řešit sám s prodejcem přes zprávy, fotky a reklamaci na dálku. Když baterii dodáme my, ručíme za výběr komponentů, montáž, nastavení i funkčnost v celém systému.

Shrnutí

Složit bateriové úložiště dnes opravdu není nemožné. Ale není to jen o tom koupit nejlevnější modré články, BMS a krabici. U baterie rozhoduje kvalita článků, typ terminálů, původ zboží, správná BMS, aktivní balancování, mechanické uložení článků, dostatečné průřezy vodičů, kvalitní spoje a správné nastavení.

Na baterii se dá ušetřit. Ale musí se vědět kde. Šetřit na článcích nejasného původu, slabé BMS, malých kabelech nebo nekvalitních spojích je špatná cesta.

Fotovoltaická baterie má doma fungovat mnoho let. Má být bezpečná, servisovatelná a postavená tak, aby zvládala reálný provoz. Proto používáme kvalitní články, terminály se dvěma šrouby, BMS s aktivním balancerem a vše dimenzujeme tak, aby systém nebyl na hraně.

Protože u baterie neplatí „to je v pohodě“. U baterie musí být jistota.