Bateriová chemie

Nejprve je třeba říci, že baterie není jako baterie. Přestože téměř vše, co si pod tímto pojmem představíte, je založeno na principu tzv. galvanického článku, složení a výsledné vlastnosti se liší - někdy i výrazně.

Existují olověné, nikl-železné, lithium-iontové, sodíkové a mnohé další baterie. Všechny mají samozřejmě určité vlastnosti, výhody i nevýhody. Nás zajímá jejich vhodnost jako solárních úložišť.

Společnost PetaJoule byla založena v roce 2013 a jedním z hlavních důvodů byla vznikající dostupnost lithium-železo-fosfátových baterií. Tyto baterie, nazývané LiFePO nebo zkráceně LFP, nebyly v té době již úplnou novinkou - teoreticky byla chemie těchto baterií známa již od konce 90. let minulého století. V té době však již existovaly dlouhodobé zkušenosti, které ukazovaly na jejich přednost před tehdy ještě rozšířenými olověnými akumulátory.

Podle našeho názoru dnes existují pouze dvě chemické technologie baterií, které mají smysl pro stacionární systémy s dlouhou životností:

I) Lithium-železo-fosfátové (LFP) lze dnes považovat za "state of the art" pro stacionární systémy: vysoká hustota energie, vysoké nabíjecí a vybíjecí proudy, bezpečné (žádný tzv. "tepelný únik"), dlouhá životnost, relativně levné. Až na několik exotických výjimek jsou všechny naše systémy dodávány s tímto chemickým složením baterií.

II) Lithium-titanátové (LTO) jsou dražší, ale z hlediska životnosti jsou o třídu výše: v průměru lze u nich očekávat životnost 50 let. To by zase z baterií LTO dělalo součástku s nejdelší životností a vyvstává otázka, zda cena ospravedlňuje, aby baterie nakonec žila dvakrát déle než fotovoltaické moduly.

Mimochodem, existuje ještě jedna chemie baterií, která se může pochlubit životností 50 let: Edison v roce 1901 vyvinul nikl-železné akumulátory. Ty však mají další nevýhody (vysoké samovybíjení, plynný kyslík při přebíjení), které snižují jejich praktickou použitelnost jako solárního úložiště.

Olověné akumulátory

Naše doporučení: Nenechte si olověné akumulátory prodat jako solární úložiště! Stále existují - jinak to nelze říci - zásadní zastánci olověných baterií, kteří je vychvalují jako "osvědčenou, robustní a levnou" technologii. Toto obecné tvrzení není lež, ale ve srovnání s LFP tahá tato technologie za kratší konec ve všech parametrech. Dokonce i z hlediska ceny, protože k dosažení srovnatelných parametrů (životnost, nabíjecí/vybíjecí proudy) je třeba vynaložit a koupit mnohonásobně větší kapacitu než u akumulátoru LFP. A navíc - olovo je toxické.

Nikl-kadmium

Ruce pryč, zakázáno, toxické. Paměťový efekt. Patří do nebezpečného odpadu. Bohužel se opakovaně stává, že staré baterie do vysokozdvižných vozíků tohoto chemického složení jsou používány pro kutilské projekty. No jo - a azbest si člověk taky rád dá do ložnice, že?

Lithium-iontové/lithium-polymerové baterie

Je toho hodně, co by se k tomu dalo říct. Začněme tématem hustoty energie: Kolik energie získám na objem nebo hmotnost takové baterie? Tato otázka je důležitá pro baterie v mobilních telefonech nebo automobilech - přece jen je musíte nosit s sebou, takže chcete vměstnat co nejvíce energie do co nejmenšího prostoru a hmotnosti. Zde se prosadily lithium-iontové (LiIon) baterie.

Pak je tu výkon, pokud jde o absorpci energie (= nabíjení) a zároveň energetický výkon s vysokou hustotou energie. Vlastnosti, které jsou velmi žádané pro výrobu modelů i tam, kde dříve nebylo možné obejít spalovací motory. Lithium-polymerové (LiPo) akumulátory jsou v této oblasti nepřekonatelné.

Věc je tedy jasná - LiPo akumulátory jsou nejlepší! Nebo snad ne?

Takový závěr je jistě unáhlený. Tato chemie baterií je totiž náchylná k tzv. tepelnému úniku a jako takovou ji doma rozhodně nechcete. Co se týče kapacity, je pravda, že hustota energie je vyšší než u LFP, ale to platí pouze pro nové LiIon baterie.

Často se setkáváme s LiIon bateriemi, které se používají jako solární úložiště pro sekundární využití BEV baterie. V tomto případě není ani hustota energie lepší než u nových baterií LFP, ani nelze očekávat delší životnost. Ve srovnání s LFP mají LiIon obecně nižší stabilitu cyklů.

Závěr

Lithium-železo-fosfát je průmyslový standard, na který byste se měli v oblasti solárních úložišť spolehnout. Lithium titanát je technicky ještě lepší, ale vzhledem k vysoké ceně je to vlastně luxusní řešení, které není potřeba. LFP v posledních 10-15 letech ukázal, že požadavky na solární úložiště splňuje na jedničku.