3. Ako vybrať vhodnú batériu pre domácnosť
V predošlých článkoch sme si rozobrali hlavné charakteristiky bateriek. Z uvedeného vyplýva, že každý typ batérie ma svoje ideálne použitie. Ktorá batéria je ale ideálna pre moju domácnosť? Odpoveďou nie je len množstvo uschovaných kWh v batérii ale treba zvážiť aj nasledovné parametre:
Počet cyklov
Je to množstvo nabití a vybití batérie, ktoré môžeme počas jej životnosti realizovať. AGM batérie dosahujú okolo 500 cyklov a lítiové batérie okolo 5.000 cyklov, t.j. 10 násobne viac.
Koľko krát môžeme fľašu vody naplniť a vyliať kým sa nezačne znehodnocovať.
DOD
S počtom cyklov, ktoré konkrétna batéria zvládne úzko súvisí údaj DOD. Tento údaj je odvodený z anglického výrazu Depth of Discharge (hĺbka vybitia). Teda koľko kWh z hodnoty uvádzanej na batérii resp. nominálnej kapacity batérie môžeme využiť. Pri AGM batériách je odporúčane DOD na úrovni maximálne 50% (to znamená, že z 5 kWh AGM batérie môžeme získať len 2,5 kWh energie), pri lítiových batériách je štandardom DOD na úrovni 90% a viac, t.j. takmer celých 5 kWh. V zásade platí, že čím viac budeme baterku stresovať (nabíjať na úroveň 100% a vybíjať na úroveň 0%) tým kratšia bude jej životnosť – počet cyklov, ktorý daná batéria zvládne. Pri nabíjaní a vybíjaní lítiových batérii medzi 25-75% ich nominálnej kapacity batéria zvládne aj 15.000 cyklov. Batéria Tesla Powerwall má DOD až na úrovni 100%.
Aký objem fľaše môžeme použiť, aby sme ju nezničili. (aby nedošlo k zmenšeniu jej objemu a veľkosti hrdla - prietoku hrdla).
Kapacita batérie počas životnosti
Zjednodušene ju môžeme počítať ako kapacita batéria krát počet cyklov. Napríklad AGM batérie s kapacitou 5 kWh a počtom cyklov 400 nám počas životnosti poskytnú 1.000 kWh (5 x 0.5 - DOD x 400). Lítiové batérie s kapacitou 5 kWh a počtom cyklov 5.000 nám počas životnosti poskytnú 22.500 kWh (5 x 0.9 - DOD x 5.000). Ak by sme z 5 kWh hodinovej lítiovej batérie využívali len polovicu (vybíjanie maximálne na 25% a nabíjanie maximálne na 75%) tak nám môže počas živostnosti poskytnúť až 37,500 kWh, t.j. 15.000 cyklov (viď odsek vyššie) krát 2,5 kWh (50% krát 5 kWh). Batéria Telsa Powerwall má záruku 10 rokov bez obmedzenia cyklov. Ak rátame, že jedna batéria spraví 300 cyklov za rok, tak kapacita batérie počas životnosti je minimálne 40.500 kWh.
Ako dlho môžeme používať fľašu, kým stratí svoje lastnosti (napr sa nezanesie špinou) a my ju budeme musieť vymeniť.
Príkon batérie
Aký maximálny výkon nám batéria počas určitého časového úseku poskytne. Tento údaj sa označuje písmenom C. 1 C znamená, že 50 Ah batériu vieme nabíjať/vybíjať prúdom 50 A, t.j. za jednu hodinu je možné ju dobiť/vybit (1h x 50 A = 50Ah). Ak by sme mali inú batériu s rovnakou kapacitou (50 Ah) ale mala by označenie 0,5C, tak potom ju môžeme nabíjať/vybíjať maximálnym prúdom 25 A a za jednu hodinu by sme do nej resp. z nej dostali maximálne 25 Ah (1h x 25A). Ak by sme chceli použiť príklad s 2 litrovou fľašou vody, tak jedna batérie má užšie hrdlo a teda cez toto hrdlo prejde menej vody za rovnaký čas. Batéria Tesla Powerwall má príkon 5 kW dlhodobo (v krátkom čase vie dodať až 7 kW).
Aké široké je hrdlo fľaše, t.j. aké množstvo vody pretečie jej hrdlom v danom momente.
Pre domáce využitie je dôležité si uvedomiť aký maximálny prúd budeme z batérie potrebovať. Ak v jednom momente doma odoberáme maximálne 3 kW resp. 3.000 W (súdobosť spotrebičov, to znamená momentálny odber domácnosti pri zapnutí viacerých spotrebičov naraz) a máme batérie s napätím 50 V, tak batérie nám musia poskytnúť aspoň 60 A (3000 W deleno 50 V). Veľkosť prúdu dodávaného pre dom závisí aj od meniča. O tomto sa dočítame v ďalšom článku.
Náklady na energiu uschovanú v batérii
Koľko nás stojí jedna kWh uložená v batérii. 5 kWh litiová batéria (5.000 EUR) je na prvý pohľad drahši ako 5 kWh AGM batéria (1.000 EUR). Ak by sme si jej cenu prerátali na službu ktorú nám spraví (množstvo energie, ktorú do nej vieme vložiť a následne z nej vytiahnuť) tak je niekoľko násobne lacnejšia ako AGM batéria.
5 kWh batéria AGM s DOD 50% a počtom cyklov 400 nám počas svojej životnosti uchová 1.000 kWh energie (1 EUR/kWh), lítiová batéria s kapacitou 5 kWh, DOD 90% a počtom cyklov 5.000 nám počas svojej životnosti uchová 22.500 kWh (0.22 EUR/kWh).
Batéria Tesla Powerwall uchová 40.500 kWh energie a stojí približne 8.000 EUR, t.j. 0.2 EUR/kWh.
Pre ktoré auto sa rozhodnete. Pre lacnejšie auto – 5.000 EUR s maximálnym počtom kilometrov 5.000 km ( 1 EURO/km) alebo drahšie auto za 10.000 EUR, no s počtom kilometrov 100.000 (0,1 EUR/km)?
Pravidlom je, že pre domácnosť sú vhodné litiové batérie. Z hľadiska bezpečnosti sa používa LiFePO4, čo je označenie pre určitú radu litiových batérii s vysokou bezpečnosťou. Tento typ článkov používa drvivá väčšina výrobcov batérii pre domácnosť či firmu.
V nasledovnej tabuľke je krátky prehľad charakteristík pre litiovú a olovenú batériu. Z uvedeného grafu vyplýva, že pre domácnosť je jednoznačne vhodnejšia litiová batéria.
litiová batéria olovená batéria
hĺbka vybytia 100% 50%
využiteľná kapacita 37 500 kWh 1 000 kWh
príkon batérie 50 A 180 A
Náklady na kWh 0.22 EUR/kWh 1.00 EUR/kWh
efektivita 95% 80%
