Μπαταρίες φωτοβολταϊκών: η Αχίλλειος πτέρνα ή μήπως όχι;
- Γράφτηκε από τον/την Pliroforiodotis
Το πιο πολυσυζητημένο (και όχι άδικα) υποσύστημα ενός αυτόνομου φωτοβολταϊκού είναι η συστοιχία συσσωρευτών. Οι μπαταρίες ενός αυτόνομου όχι μόνο δεν είναι φιλικές προς το περιβάλλον αλλά έχουν και εξαιρετικά περιορισμένο χρόνο ζωής.
Το θέμα της απόρριψής τους μετά το πέρας της λειτουργίας τους έχει λυθεί με τις εξειδικευμένες μονάδες ανακύκλωσης μπαταριών (η χώρα μας απέκτησε μία υπερσύγχρονη μονάδα πρόσφατα στην Βόρειο Ελλάδα – Sunlight). Στο κόστος κάθε μπαταρίας πληρώνεται το τέλος ανακύκλωσης το οποίο ενισχύει αυτή την διαδικασία.
Χρόνος ζωής μπαταρίας
Όσον αφορά το χρόνο ζωής των μπαταριών, μετράται σε κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης, δίνεται από τον κατασκευαστή, διαφοροποιείται ανάλογα με τον τύπο της μπαταρίας και εξαρτάται κυρίως από το βάθος εκφόρτισης (δευτερευόντως από την θερμοκρασία κα.). Το βάθος εκφόρτισης με τη σειρά του εξαρτάται από την χωρητικότητα της μπαταρίας (όσο πιο μεγάλη η χωρητικότητα τόσο μικρότερο το βάθος εκφόρτισης) η οποία είναι άμεσα εξαρτημένη από την ορθή μελέτη από έναν έμπειρο μηχανικό φωτοβολταϊκών.
Στο παρόν άρθρο θεωρούμε αυτονόητο ότι στα αυτόνομα φωτοβολταϊκά δεν μιλάμε για μπαταρίες εκκίνησης αλλά μόνο για μπαταρίες βαθιάς εκφόρτισης και για αυτό δεν ασχολούμαστε με τις πρώτες. Για λόγους πληρότητας του κειμένου αναφέρουμε ότι οι μπαταρίες εκκίνησης σε ένα τυπικό αυτόνομο φωτοβολταϊκό μπορεί να λειτουργήσουν για λιγότερους από 200 κύκλους φόρτιση-εκφόρτισης, συνεπώς ανάλογα με τη χρήση 6 μήνες με 2 χρόνια.
Οι μπαταρίες βαθιάς εκφόρτισης που χρησιμοποιούνται στα αυτόνομα φωτοβολταϊκά διακρίνονται σε κλειστού και ανοιχτού τύπου ανάλογα με το αν απαιτούν συμπλήρωση υγρών ή όχι. Οι κλειστού τύπου μπαταρίες με τη σειρά τους διακρίνονται σε Gel και AGM.
Για την επιλογή του κατάλληλου συστήματος με απίστευτες προσφορές ελατέ σε επικοινωνία με τους ειδικούς στα αυτόνομα φωτοβολταϊκά την εταιρία Mp-energy.gr
Κλειστού τύπου μπαταρίες
Οι κλειστού τύπου μπαταρίες χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που οι ανάγκες αερισμού είναι δύσκολο να καλυφθούν. Οι 12βολτες μπαταρίες κλειστού τύπου (VRLA) υπόσχονται 400-1000 κύκλους για 50% εκφόρτιση και χρησιμοποιούνται κυρίως σε μικρά αυτόνομα συστήματα μη καθημερινής χρήσης (εξοχικά) με ισχύ φωτοβολταϊκού ως το πολύ 1000Watts. Οι 2βολτες Gel μπαταρίες (OpzV) είναι από τις ακριβότερες επιλογές με πάνω από 3000 κύκλους για 50% εκφόρτιση και χρησιμοποιούνται για εφαρμογές καθημερινής χρήσης. Υπάρχει και ενδιάμεση λύση με 6βολτες block μπαταρίες οι οποίες δεν χρησιμοποιούνται τόσο συχνά.
Ανοιχτού τύπου μπαταρίες
Όσον αφορά τις ανοιχτού τύπου μπαταρίες, χαρακτηρίζονται από το χαμηλότερο κόστος από τις αντίστοιχου τύπου κλειστές μπαταρίες με βασικό κόστος τις ανάγκες συντήρησης (προσθήκη υγρών) και τις ανάγκες αερισμού (η έκλυση υδρογόνου κατά την φόρτιση μπορεί να δημιουργήσει εκρηκτικές συνθήκες) και εξισορρόπησης (με ισχυρή φόρτιση κάθε τακτά διαστήματα αντιστρέφεται το φαινόμενο της θειίκωσης των πλακών). Οι ανοιχτού τύπου 2βολτες μπαταρίες (Opzs) υπόσχονται πάνω από 2500 κύκλους στο 50% εκφόρτιση με τις 6βολτες κάπου στη μέση.
Όλοι οι παραπάνω τύποι μπαταριών είναι μπαταρίες μολύβδου. Στην αγορά πλέον αργά αλλά σταθερά μπαίνουν οι μπαταρίες λιθίου με 5πλάσιο κόστος ανά Ah αλλά και αντίστοιχη αύξηση του χρόνου ζωής.
Μελέτη Αυτόνομου
Είναι φανερό ότι αν γίνει η κατάλληλη επιλογή τύπου μπαταρίας, μπορεί να ξεπεραστούν ακόμη και τα 10 χρόνια εύρυθμης λειτουργίας. Στο σημείο αυτό πρέπει να τονιστεί η σημασία της σωστής μελέτης η οποία θα ορίσει τις ανάγκες του χρήστη και την χωρητικότητα της συστοιχίας συσσωρευτών.
Για παράδειγμα αν ο χρήστης έχει ανάγκες 10kWh ημερησίως και χρησιμοποιηθεί μπαταρία 20kWh (πλήρως φορτισμένη), το βάθος εκφόρτισής της και κατά συνέπεια οι κύκλοι ζωής της θα είναι οι μισοί από μία μπαταρία 40kWh.
Συντήρηση μπαταριών
Τέλος, οι ορθές οδηγίες χρήσης και συντήρησης που θα δοθούν από τον εγκαταστάτη στον χρήστη παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο για την μακροημέρευση της μπαταρίας. Πέρα από την προσθήκη υγρών που ήδη αναφέρθηκε θα πρέπει να κρατιούνται καθαροί οι πόλοι των μπαταριών (τρίψιμο με ειδικές συρμάτινες βούρτσες), να γίνεται εξισορρόπηση (equalization) όποτε και αν απαιτείται, καθώς και συχνή σύσφιξη των ενωτικών συνδέσμων. Επίσης θα πρέπει ο χρήστης να σέβεται το βάθος εκφόρτισης που έχει οριστεί από τον μελετητή.
Αν τα ανωτέρω βήματα γίνουν όλα σωστά, τότε η συστοιχία συσσωρευτών ενός αυτόνομου φωτοβολταϊκού συστήματος μπορεί να γίνει το ισχυρό του σημείο και όχι η αχίλλειος πτέρνα του όπως συχνά περιγράφεται.