Bateriile reprezintă o soluție esențială în tranziția către independența energetică, fiind un element cheie în cadrul sistemelor fotovoltaice moderne. Aceste baterii fotovoltaice permit stocarea energiei generate de panouri solare ziua, pentru a putea fi utilizată seara sau în perioadele cu cer înnorat. În acest articol, vom explora principalele aspecte legate de baterii fotovoltaice, de la funcționare și beneficii, până la riscuri, sfaturi utile pentru alegerea celor mai potrivite soluții și locul ideal pentru amplasarea lor.

Ce sunt bateriile pentru sisteme fotovoltaice?

În domeniul energiei regenerabile, bateriile pentru sisteme fotovoltaice sunt cunoscute sub denumirea de sisteme de stocare a energiei (Energy Storage System – ESS). Aceste dispozitive stochează energia produsă de panourile fotovoltaice pe parcursul zilei, pentru a o furniza ulterior, atunci când consumul este mai mare sau când rețeaua electrică nu poate asigura alimentarea.

Bateriile moderne sunt esențiale pentru a garanta o utilizare eficientă a energiei solare, asigurând:

• Siguranță în cazul întreruperilor de curent.
• Economie pe termen lung, mai ales în contextul unor tarife diferențiate în funcție de momentul zilei (curentul fiind mai scump seara).
• Flexibilitate – energia stocată poate fi folosită pentru consumul propriu sau, în unele cazuri, vândută înapoi în rețea.

Cum funcționează bateriile din sistemele fotovoltaice?

Procesul unei baterii fotovoltaice este automat și depinde de tipul și calitatea echipamentelor:

1. Ziua: Energia produsă de panourile solare este utilizată pentru consumul casnic. Surplusul este direcționat către baterii fotovoltaice, unde este stocat.
2. Seara sau în perioadele fără soare: Energia acumulată în baterii este utilizată pentru a alimenta consumatorii casnici.
3. Surplus în rețea: Dacă bateria este complet încărcată, restul energiei poate fi trimis în rețeaua electrică, în funcție de sistemul configurat.

Este important de menționat că bateriile de calitate permit personalizarea sistemului în funcție de necesitățile fiecărei locuințe, cum ar fi păstrarea unei rezerve pentru situații de urgență.

Tipuri de baterii fotovoltaice 

Bateriile LiFePO4 (Litiu-Fier-Fosfat)

Bateriile LiFePO4 se disting în primul rând prin chimia lor stabilă, ceea ce înseamnă că riscul de supraîncălzire sau explozie este mult redus comparativ cu alte tipuri de baterii pe bază de litiu. Practic, aceste baterii fotovoltaice pot fi încărcate și descărcate rapid, iar stabilitatea de funcționare rămâne la cote înalte, inclusiv când bateria este supusă unor cicluri repetate și profunde. Într-o aplicație fotovoltaică, acest lucru se traduce printr-o utilizare mai eficientă a energiei solare, un randament foarte bun și un număr ridicat de cicluri de încărcare/descărcare, ceea ce prelungește semnificativ durata de viață a bateriei.

Cu toate acestea, orice sistem LiFePO4 trebuie să fie gestionat de un BMS (Battery Management System), care are grijă ca fiecare celulă să fie protejată împotriva descărcărilor prea profunde și a încărcării excesive. Costul inițial este mai mare, însă, dacă ai nevoie de o soluție de lungă durată, care să îți susțină un consum ridicat și care să ofere greutate redusă și flexibilitate în montaj, această baterie este ideală, iar investiția poate fi amortizată pe termen lung. 

Bateriile Litiu-ion (NMC, LCO etc.)

Pe lângă tehnologia LiFePO4, există și alte tipuri de baterii fotovoltaice bazate pe litiu-ion, precum NMC (Litiu-Nichel-Mangan-Cobalt) și LCO (Litiu-Cobalt-Oxid). Aceste tehnologii se remarcă printr-o densitate energetică foarte mare, ceea ce înseamnă că pot stoca multă energie într-un volum mai mic, comparativ cu plumb-acid sau chiar LiFePO4. 

În plus, greutatea lor redusă și dimensiunile compacte reprezintă un avantaj deosebit atunci când spațiul este limitat. Totuși, aceste baterii pot fi mai sensibile la temperaturi extreme și la cicluri profunde de încărcare/descărcare, fiind esențială utilizarea unui BMS performant care să prevină supraîncărcarea, supraîncălzirea și să mențină celulele echilibrate. Deși costurile inițiale pot fi ridicate, bateriile Litiu-ion (NMC, LCO etc.) pot reprezenta o alegere excelentă în situațiile unde compactarea, greutatea scăzută și eficiența ridicată sunt prioritare.

Bateriile cu plumb-acid (VRLA, AGM, Gel)

În categoria bateriilor cu plumb-acid intră modelele VRLA (Valve Regulated Lead Acid), AGM (Absorbent Glass Mat) și Gel, care folosesc reacția chimică dintre plăcile de plumb și electrolit pentru a stoca energia. Principala deosebire dintre AGM și Gel este felul în care electrolitul este reținut în interior: la AGM, acesta este absorbit în straturi de fibră de sticlă, în vreme ce, în cazul Gel, electrolitul este transformat într-o substanță gelatinoasă ce oferă o mai mare stabilitate la șocuri și vibrații. Ambele tipuri sunt sigilate și nu necesită întreținere semnificativă, fiind potrivite pentru aplicații off-grid care au un buget inițial mai redus.

Avantajele principale ale acestor baterii fotovoltaice sunt costul de achiziție mai scăzut și faptul că sunt ușor de găsit pe piață. Totodată, tehnologia este încercată și testată de mulți ani, fapt care îi conferă un grad de fiabilitate recunoscut. Pe de altă parte, un dezavantaj notabil îl reprezintă numărul relativ redus de cicluri de încărcare/descărcare în comparație cu tehnologiile mai noi, iar greutatea ridicată poate fi o problemă logistică. În plus, randamentul energetic este ușor mai mic, fapt care se traduce într-o pierdere mai mare de energie în procesul de stocare.

Alte tehnologii (NiFe, baterii cu flux)

Pe lângă cele trei categorii majore, în anumite proiecte se iau în considerare bateriile NiFe (Nichel-Fier) și bateriile cu flux, de tip Vanadium Redox. NiFe se remarcă prin capacitatea de a rezista la cicluri de încărcare/descărcare foarte adânci și printr-o durată de viață ce poate ajunge chiar la câteva decenii. Bateriile cu flux permit stocarea energiei într-o soluție lichidă, iar reacțiile chimice se desfășoară în exteriorul celulelor, ceea ce le face ușor de întreținut și modernizat, cel puțin în teorie.

Deși au un potențial remarcabil, aceste soluții sunt mai greu de găsit pe piața din România și, cel mai adesea, implică costuri inițiale foarte mari atât pentru achiziție, cât și pentru instalare și întreținere. În plus, documentația și service-ul specializat pot fi mai greu accesibile la nivel local. Pentru moment, bateriile NiFe și cele cu flux rămân opțiuni interesante pentru proiecte de cercetare sau aplicații speciale, însă sunt relativ rare în configurațiile uzuale de panouri fotovoltaice destinate uzului rezidențial.

Unde ar trebui amplasate bateriile?

Amplasarea bateriilor este un aspect extrem de important pentru siguranță, eficiență și pentru prelungirea duratei lor de viață. Iată câteva recomandări:

1. Evitați spațiile locuite frecvent:
   • Bateriile nu ar trebui să fie instalate în sufragerie, dormitor sau în alte spații în care petreceți mult timp. În cazuri rare, bateriile pot reprezenta un risc de incendiu sau pot elimina gaze toxice.

1. Zona de instalare trebuie să fie bine ventilată și protejată:
   • Pentru baterii cu protecție IP20: Acestea necesită amplasare în interior, într-un spațiu cu temperatură constantă, fără umiditate sau praf. Sunt mai sensibile și nu pot fi montate în exterior.
   • Pentru baterii cu protecție IP65/IP66: Aceste modele sunt ideale pentru exterior, fiind rezistente la intemperii. Totuși, ele trebuie amplasate sub un acoperiș sau altă structură care să le protejeze de ploaie directă sau zăpadă abundentă.

1. Evitați accesul copiilor și al animalelor de companie:
   • Bateriile trebuie să fie instalate în locuri sigure, unde nu pot fi atinse accidental de copii sau de animale. Deși sunt robuste, contactul cu cablurile sau cu alte componente poate cauza accidente.

1. Păstrați o distanță sigură față de zonele intens circulate:
   • Ideal este să le amplasați într-o anexă tehnică, într-un garaj sau într-un spațiu tehnic dedicat. Dacă acest lucru nu este posibil, optați pentru un colț mai retras al casei.

1. Țineți cont de temperatură:
   • Temperaturile extreme, fie ele ridicate sau scăzute, pot afecta durata de viață a bateriilor. Modelele IP65/IP66 au sisteme integrate de încălzire/răcire, ceea ce le face mai versatile. Totuși, pentru modelele mai sensibile, precum cele IP20, este necesar să le amplasați într-un spațiu cu temperatură controlată.

Beneficii și riscuri ale utilizării bateriilor

Beneficii:

• Independență energetică: Permite utilizarea energiei solare chiar și în absența soarelui.
• Economie: Protejează utilizatorii de fluctuațiile prețurilor la energie electrică.
• Flexibilitate: Adaptabilitate la consumul casnic și posibilitatea de a injecta surplusul de energie în rețea.
• Siguranță: Bateriile moderne oferă soluții avansate de protecție împotriva incendiilor și gazelor toxice.

Riscuri:

• Costuri inițiale mari: Deși statul oferă subvenții prin programe precum Casa Verde, investiția inițială poate fi semnificativă.
• Riscuri de incendiu: În cazuri rare, bateriile pot produce incendii greu de stins.
• Dependență de calitatea instalării: Alegerea unui instalator neautorizat sau a unor produse de calitate slabă poate duce la probleme grave.

Ce trebuie să știi înainte de a alege o baterie?

1. Calitatea și nivelul de protecție: Recomandarea generală este să optați pentru baterii fotovoltaice IP65/IP66, care oferă siguranță sporită și flexibilitate în amplasare.
2. Capacitatea de stocare: Analizează consumul zilnic al locuinței și alege o baterie care să corespundă nevoilor tale. Pentru majoritatea caselor din România, o capacitate între 5-10 kWh este suficientă.
3. Alege un instalator autorizat: Colaborează cu o firmă cu experiență, care oferă garanție și service pe termen lung.
4. Verifică compatibilitatea cu sistemul existent: Dacă ai deja panouri fotovoltaice, asigură-te că inverterul suportă conectarea unei baterii.
5. Siguranța pe termen lung: Investește în echipamente de la producători consacrați, care au o prezență activă în România și oferă garanție extinsă.

Pentru un ghid detaliat despre alegerea unei baterii fotovoltaice, îți recomandăm articolele Cum să alegi o baterie solară și Cum alegi bateria pentru un sistem fotovoltaic. 

De unde poți achiziționa baterii fotovoltaice de calitate?

Dacă ești în căutarea unor baterii de calitate pentru sistemul tău fotovoltaic, site-ul Kilowat.ro oferă o gamă variată de baterii fotovoltaice. Aici vei găsi soluții adaptate nevoilor tale, precum baterii litiu-fier-fosfat (LiFePO4), la prețuri competitive. În plus, echipa Kilowat îți poate oferi consultanță pentru a alege echipamentele potrivite și pentru a beneficia de un sistem eficient și sigur.

Bateriile reprezintă o investiție valoroasă pentru cei care doresc să își reducă dependența de rețeaua electrică și să economisească pe termen lung. Alegerea corectă a amplasării, alături de utilizarea unor baterii de calitate și colaborarea cu un instalator autorizat, sunt pași esențiali pentru a beneficia de un sistem sigur și eficient.