Bateria solarna,
akumulator do fotowoltaiki
– magazynowanie energii

Nazwy „bateria słoneczna” bardzo często używa się błędnie dla określenia modułu fotowoltaicznego (panel solarny, słoneczny). Niepoprawność tego użycia wynika przede wszystkim z zasady działania baterii i modułu fotowoltaicznego.

Baterie to urządzenia, których przeznaczeniem jest magazynowanie energii. Podstawą ich działania jest zamiana energii chemicznej w elektryczną. Moduł fotowoltaiczny natomiast przetwarza energię promieniowania słonecznego na prąd stały. Ten natomiast konwertowany jest na prąd przemienny przez inwerter (falownik). Wynika z tego, że moduł fotowoltaiczny nie magazynuje energii.

W ciągu ośmiu minut nasze słońce do ziemi wysyła tyle energii, ile nasza planeta potrzebuje do wykorzystania w ciągu roku. Mamy zatem potężne źródło naturalnej energii do wykorzystania dzięki użyciu modułów fotowoltaicznych. Jak właściwie je wykorzystać zobacz wpis (darmowy prąd ze słońca)?

Im więcej osób decyduje się jednak na fotowoltaikę, poznając jej możliwości, tym bardziej rośnie potrzeba magazynowania pozyskanej energii. To jednak nie „baterie solarne”, których nazwa jest używana w kontekście modułów PV, a akumulatory do instalacji fotowoltaicznych (inaczej: baterie do magazynowania) są wykorzystywane do przechowywania energii ze słońca.

Magazynowana przez akumulatory do fotowoltaiki energia jest przede wszystkim potrzebna w miejscach, gdzie nie mamy dostępu do sieci lub chcemy być w 100% niezależni energetycznie. W takich przypadkach prąd wytworzony przez instalację przeznaczony jest wyłącznie na potrzeby użytkownika. Dzięki takim bateriom, mogą one być zasilane w ciągu nocy lub gdy występuje duże zachmurzenie. Niestety obecne technologie zmagają się z takimi problemami jak wysokie koszty produkcji, toksyczność czy krótkowieczność.

Roy G. Gordon, Michael J. Aziz i ich koledzy, podeszli do baterii przepływowych z nowym spojrzeniem. Opracowali oni nową, chemiczną mieszaninę nietoksycznych organicznych i metalicznych komponentów dla pozytywnych i negatywnych elektrolitów. Związki składają się z elementów, które występują pod dostatkiem w ziemi. Jednym z takich związków, jest żelazo. Badacze rozpuścili te komponenty w wodzie o neutralnym pH by stworzyć odpowiednie elektrolity. To było niemożliwe w przypadku podobnych komponentów opracowywanych w przeszłości, gdyż te, albo się rozpadały w neutralnej wodzie lub zwyczajnie nie chciały się rozpuścić.

Nowa bateria solarna zastosowana w systemie fotowoltaicznym, powinna być tańsza w produkcji niż obecnie używane urządzenia. „I odkąd medium jest nieżrące, można użyć tańszych materiałów do budowy komponentów baterii, jak na przykład zbiorniki i pompy” – powiedział Gordon.

Badacze z Uniwersytetu Harvarda, opracowali nowy rodzaj taniej baterii. Bateria ta, działa ponad 10 lat bez jakiejkolwiek obsługi. Jest również nietoksyczna i niedroga. Według naukowców, technologia ta, może urzeczywistnić powszechność energetyki off-grid.

Użytkownicy paneli solarnych, mają w zasadzie dwie opcje w kwestii magazynowania prądu. Baterie solarne litowo-jonowe, takie które znajdujemy w elektronice i pojazdach elektrycznych, są wciąż bardzo drogie. Z kolei baterie solarne ołowiowo-kwasowe, są o połowę tańsze, ale wymagają obsługi i zawierają w sobie toksyczne elementy.

Inną, coraz popularniejszą technologią są baterie solarne przepływowe. Zamiast elektrod z ciała stałego, które stosuje się w konwencjonalnych panelach solarnych, w bateriach przepływowych znajduje się płynny elektrolit. Gromadzi się on w oddzielnych zbiornikach, które reaguje jak przepływa przez ogniwa. Obecnie stosowane w systemach fotowoltaicznych akumulatory przepływowe, opierają się na związkach wanadu rozpuszczonego w żrących kwasach.

Wanad nie tylko jest drogi, ale taki elektrolit wymaga również zastosowania kosztownych zabezpieczeń antykorozyjnych w zbiornikach, w których się on znajduje. Wszystkie współczesne technologie bateryjne, z czasem tracą swoją zdolność do gromadzenia ładunku. Dzieje się tak po kilku latach lub po kilkuset cyklach ładowania.

Bateria magazynująca energię z systemu fotowoltaicznego, traci zaledwie 1% swojej pojemności po ponad 1000 cyklach ładowania. To o wiele lepszy wynik, niż w przypadku baterii litowo-jonowych. Badacze obliczyli również, że jeśli baterie będą ładowane i całkowicie rozładowywane raz dziennie, to: „spodziewamy się, że utrzyma 50% swojej zdolności gromadzenia energii po 5000 cyklów, co odpowiada około 14 lat eksploatacji”.Przeczytaj również efektywność paneli fotowoltaicznych

Źródło: pvportal.pl