Utilizarea bateriilor / acumulatorilor in sistemele fotovoltaice
Care sunt tipurile de baterii folosite in sistemele fotovoltaice?
1. Acumulatori de tip VRLA (valve regulated lead–acid):
WIKI: https://en.wikipedia.org/wiki/VRLA_battery
GEL = celula gel-siliciu
WIKI: https://en.wikipedia.org/wiki/VRLA_battery#Gel_battery
AGM (absorbed glass matte) = placa absorbanta din sticla
WIKI: https://en.wikipedia.org/wiki/VRLA_battery#Absorbent_glass_mat_(AGM)
2. OPzS (lead-acid flooded deepcycle) = baterii plumb-acid cu placi pozitive tubulare si electrolit lichid
WIKI: https://en.wikipedia.org/wiki/Opzs
3. LiFePo4 / LFP (lithium iron phosphate battery / lithium ferrophosphate)
WIKI: https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery
Care sunt avantajele / dezavantajele pentru fiecare tehnologie in parte ?
In continuare, pentru a evidentia avantajele si dezavantajele fiecarei tehnologii in parte, vom grupa tipurile de baterii in doua mari categorii:
- baterii cu tehnologie plumb-acid (VRLA si OPzS), acestea avand in anumite conditii performante asemanatoare, cu variatii ale indicilor relativ mici
- baterii cu tehnologie LFP (LiFePO4)
Asadar, pentru alegerea unei solutii optime de stocare a energiei, vom aborda comparatia prin prisma catorva puncte cheie:
- cost investie / durata amortizare
- spatiu necesar blocului de baterii/greutate
- proces de incarcare/stocare si consum
- durata de viata
| Tabel comparativ | VRLA (AGM, Gel), OPzS = aplicatii solare | LFP / LiFEPO4 = aplicatii solare | |
1 |
| Model referinta: VE AGM 100Ah Deep Cycle Garantie: 2 ani cca. 1300 RON cu TVA / 1 kWh instalat* *bateriile VRLA au un coeficient de descarcare (DoD) recomandat de 40%, rezulta asadar utilizabil in regim real doar 0.4 kWh real, cca. 3250 RON cu TVA / 1 kWh stocat* Consideram o aplicatie cu 4kWh utili (10kWh instalat, conform DOD 40%) Cost investitie: 32500 RON cu TVA Durata de viata estimata baterii la cca. 2500 cicluri: 7 ani Total energie stocata si furnizata in 7 ani: 365 zile x 7 ani x 4 kWh = 10220 kWh Total valoare energie stocata si furnizata: cca. 10220 RON cu TVA Rata amortizare: 10220 / 32500 = 31 % (cost actual energie / cost investitie), de unde rezulta ca echipamentul nu va reusi sa isi amortizeze costul in perioada indicata de producator ca durata de viata. Rata amortizare la expirarea garantiei de 2 ani: 17% | Model referinta: Huawei LUNA2000 Garantie: 10 ani cca. 3300 RON cu TVA / 1 kWh instalat* *bateriile LFP au un coeficient de descarcare (DoD) de maxim 85%, rezulta asadar utilizabil in regim real doar 0.85 kWh real, cca. 3900 RON cu TVA / 1 kWh stocat* Consideram o aplicatie cu 4kWh utili (5kWh instalat, conform DOD 85%) Cost investitie: 17000 RON cu TVA Durata de viata estimata baterie la cca. 6000 cicluri: 16 ani Total energie stocata si furnizata in 16 ani: 365 zile x 16 ani x 4 kWh = 23360 kWh Total valoare energie stocata si furnizata: cca. 23360 RON cu TVA Rata amortizare: 23360 / 17000 = 137 % (cost actual energie / cost investitie), de unde rezulta ca amortizarea integrala survine undeva la anul 12 de utilizare, presupunand ca echipamentul nu este inlocuit. Rata amortizare la expirarea garantiei de 10 ani: 86% |
2 |
| Pentru sistemul exemplificat mai sus: Suprafata ocupata: cca. 0.6mp Greutate: 240 kg | Pentru sistemul exemplificat mai sus: Suprafata ocupata: cca. 0.1mp Greutate: 65 kg |
3 |
| coeficient maxim descarcare: 40% (40% din capacitate utilizabila) coeficient de incarcare = 0.2C (cu efecte termice asupra bateriilor) | coeficient maxim descarcare: 85% (85% din capacitate utilizabila) coeficient de incarcare = 0.5C (fara efecte termice asupra bateriilor) |
4 |
| numar cicluri incarcare/descarcare: 300 (DoD 100%), 700 (DoD 60%), >1000 (DoD 40%) (VE AGM) | numar cicluri incarcare/descarcare: garantat 6000 (Huawei LiFePO4) |
*pentru pret energie, s-a considerat 1 RON cu TVA / kWh
CONCLUZII:
Dupa cum se poate observa, in regim real de utilizare, bateriile LFP, desi la prima vedere par cu mult mai scumpe ca investitie decat cele VRLA (daca tindeti sa credeti ca puteti utiliza bateriile VRLA la capacitate maxima pe termen lung), pot fi utilizate intr-un mod mult mai eficient, datorita unui coeficient de descarcare (DoD) mult mai mare, care nu afecteaza performantele bateriei pe termen lung.
Raportul de amortizare este superior, datorat in primul rand unei durate de viata mult mai mare a bateriei si a unui coeficient de descarcare DoD mult mai mare, care reduce per total capacitatea totala necesara spre instalare.
Spatiul ocupat precum si greutatea redusa, fac din bateriile LFP solutia perfecta pentru aplicatiile rezidentiale.
Asa cum s-a mentionat si mai sus, exemplificativ, dintr-un banc de baterii VRLA cu o capacitate instalata de 10 kWh, puteti utiliza in regim real doar 4kWh (DoD 40%), iar pentru cazul similar cu baterii LFP, pentru a utiliza cei 4 kWh, aveti nevoie doar de o baterie de 5kWh, care are un coeficient de descarcare DoD de maxim 85%.
Numarul de cicluri de incarcare/descarcare pana la procentul DoD maxim, este de minim 4-5 ori mai mare la bateriile de tip LFP (LiFePO4), dovada fiind perioadele de garantie oferite de producatori: 2 ani pentru VRLA-uri, 10 ani pentru LFP. Sau mai pe scurt, raportat la durata de viata a bateriilor LFP, va trebui sa inlocuiti de minim 2-3 ori bateriile VRLA (vezi calcul amortizare de mai sus).
Calculele au fost realizate luand in calcul numarul de descarcari maximal indicat de producatori, ideal ar fi sa realizam acest calcul luand ca reper strict perioada de garantie, mai ales ca in calcul bateriilor VRLA durata de viata scade drastic pe masura utilizarii, luand in considerare factorii termici, faptul ca procentul DoD nu va fi intotdeauna respectat, asadar este greu de spus daca acele baterii vor rezista 7 ani.
De ce ati investi intr-o baterie LFP daca detineti sau intentionati sa instalati un sistem fotovoltaic ?
Daca la prima vedere pare inutila instalarea unei baterii, ea poate fi utilizata atunci cand:
- aveti un sistem on-grid, insa doriti sa reduceti dependenta de acesta. de exemplu, cu un sistem PV bine dimensionat, in perioada de zi, sistemul va produce energia necesara pentru autoconsum dar si energia necesara pentru incarcarea bateriei in decurs de cateva ore. aceasta energie stocata in timpul zilei pentru fi utilizata noaptea sau doar atunci cand nu exista retea (pot fi definite scenarii pentru utilizarea bateriei, necesita un tablou de comutare sursa).
- aveti un sistem on-grid, sunteti prosumator, insa nu doriti sa injectati toata energia produsa in retea, remunerata la un tarif mai mic decat cea consumata (vezi scenariul de mai sus) (ordinea cronologica de consum: ziua = autoconsum, injectie surplus in baterie pana la 100%, injectie in retea doar din panouri, daca exista disponibil; noaptea autoconsum din baterie, eventual surplus din retea, asta doar daca exista consumatori mari pe timpul noptii).
SC CLIMA THERM CENTER SRL comercializeaza, instaleaza si asigura garantie pentru bateriile Huawei LUNA2000,
cu capacitati modulare de 5, 10, 15, 20, 25, 30 kWh. Acestea sunt compatibile doar cu invertoare HUAWEI (seria L1/M1).
Garantie: 10 ani
Acestea sunt disponibile aici: Baterii / acumulatori Huawei LUNA 2000
0232.272.700