Technologia magazynowania energii na potrzeby prywatne zyskuje coraz większą popularność w wielu krajach Europy i na świecie. W Polsce również prosumenci zaczęli wykazywać rosnące zainteresowanie możliwościami, jakie oferuje połączenie magazynów energii z instalacjami fotowoltaicznymi. Potencjalni inwestorzy poszukują informacji na temat parametrów, właściwości oraz technologii stosowanych w domowych akumulatorach. Coraz częściej wybieranym rozwiązaniem stają się magazyny energii oparte na technologii LiFePO4, która oferuje szczególnie korzystne właściwości. Skrót “LiFePO4” odnosi się do akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych, które wyróżniają się wysoką trwałością, bezpieczeństwem oraz efektywnością energetyczną.
Przeczytaj także:
- Panele fotowoltaiczne Longi Solar – recenzje, opinie
- Panele fotowoltaiczne Trina Solar – recenzje, opinie
- Panele fotowoltaiczne Jinko Solar – recenzje, opinie
Czym są magazyny energii LiFePO4?
Sukces magazynów energii opartych na technologii litowo-żelazowo-fosforanowej (LiFePO4) wynika z licznych zalet, które wiążą się bezpośrednio z parametrami tej technologii. Akumulatory, w których obok litu wykorzystuje się także tlenki żelaza i fosforu, zostały opracowane przez profesora Johna Goodenough’a. Celem jego badań było stworzenie nowego materiału do budowy katody, który zapewniałby większą stabilność termiczną oraz mniejszy wpływ na środowisko naturalne.
Początkowo baterie LiFePO4 nie zdobyły dużej popularności, ale jest to typowe dla wielu nowych technologii. Jednak w 2003 roku firma A123 Systems dostrzegła ich potencjał i postanowiła rozwijać tę technologię. Obecnie ogniwa LFP znajdują szerokie zastosowanie, zwłaszcza w magazynach energii współpracujących z instalacjami fotowoltaicznymi. Ich sukces można przypisać wyjątkowym cechom, takim jak trwałość, bezpieczeństwo i wydajność, które sprawiają, że są efektywnym rozwiązaniem dla domowych systemów magazynowania energii. Ponadto za sukcesem magazynów LiFePO4 przemawiają jeszcze inne cechy charakterystyczne.
Płaski profil napięcia w trakcie rozładowania i ładowania
Stabilność napięcia podczas ładowania i rozładowywania magazynów energii LiFePO4 sprawia, że przez większość czasu tych procesów nie ma potrzeby dokonywania częstych regulacji. Płaski profil napięcia charakterystyczny dla tej technologii przyczynia się do efektywniejszej pracy akumulatora. W ostatnich fazach rozładowania napięcie zaczyna spadać, co wpływa na zwiększenie liczby cykli użytkowania oraz wydłuża żywotność akumulatora. To czyni tę technologię wyjątkowo trwałą i niezawodną.
Stabilność i duża ilość cykli ładowania
Inwestorzy decydujący się na podłączenie magazynu energii do swojego systemu energetycznego oczekują długotrwałej i efektywnej pracy urządzenia. W przypadku magazynów energii opartych na technologii LiFePO4, ilość cykli ładowania może wynosić od 5 000 do nawet 10 000, w zależności od producenta i głębokości rozładowania (DoD), która w testach najczęściej wynosi od 80% do 100%. Stabilność i duża liczba cykli przekładają się na dłuższą żywotność akumulatorów, dzięki czemu są one atrakcyjnym wyborem dla osób, które szukają innowacyjnych i trwałych rozwiązań technologicznych do swoich systemów fotowoltaicznych.
Stabilność temperaturowa
Stabilność termiczna i bezpieczeństwo użytkowania są istotnymi aspektami przy korzystaniu z magazynów energii w domach prywatnych lub firmach. Akumulatory LiFePO4 wyróżniają się na tle innych baterii litowo-jonowych, ponieważ ich skład chemiczny minimalizuje ryzyko przegrzewania się systemu. Dzięki temu technologia LiFePO4 zapewnia wyższy poziom bezpieczeństwa, co sprawia, że jest ona odpowiednim wyborem do długotrwałego użytkowania w różnych warunkach.
Zwiększona tolerancja temperaturowa
Magazyny energii oparte na technologii LFP charakteryzują się większą tolerancją na zmienne warunki temperaturowe. W zależności od producenta mogą być używane w temperaturach od -15 do 60 stopni Celsjusza bez znaczącej utraty pojemności. Optymalne warunki pracy dla tych urządzeń wynoszą od 10 do 25 stopni Celsjusza. W niższych temperaturach można jednak zaobserwować większe spadki napięcia, które wpływają na ich wydajność.
Niższy negatywny wpływ na środowisko naturalne
Zredukowany wpływ na środowisko jest jedną z istotnych zalet magazynów energii LiFePO4. Technologia ta nie wykorzystuje kobaltu, co sprawia, że jest bardziej ekologiczna, zarówno pod względem produkcji, jak i utylizacji czy recyklingu.
Niski stopień rozładowania
Magazyny energii oparte na technologii LFP charakteryzują się wyjątkowo niskim stopniem samo rozładowania, który wynosi średnio od 3% do 5% miesięcznie. To wynik znacznie lepszy w porównaniu z innymi technologiami wykorzystywanymi w akumulatorach. To sprawia, że są one bardziej efektywnymi i wydajnymi urządzeniami, jeśli chodzi o długoterminowe przechowywanie energii wyprodukowanej z PV.
Jaka jest żywotność magazynów LFP?
Magazyny energii LiFePO4 wyróżniają się wyjątkowo długą żywotnością w porównaniu z innymi technologiami akumulatorowymi. W zależności od konfiguracji systemu i poziomu głębokości rozładowania, mogą osiągnąć nawet do 10 000 cykli ładowania i rozładowywania, co jest wynikiem trudnym do osiągnięcia przez inne technologie magazynowania energii. Ostateczna liczba cykli może różnić się w zależności od warunków eksploatacji, ponieważ żywotność akumulatorów jest zależna od czynników zewnętrznych. Mimo to technologia LiFePO4 oferuje obecnie najwyższą liczbę cykli w całym okresie użytkowania. Co wpływa na to, że żywotność magazynów energii LiFePO4?
Głębokość rozładowania (Depth of Discharge)
Im mniejszy poziom rozładowania akumulatora, tym większa liczba cykli może zostać osiągnięta w trakcie całego okresu użytkowania urządzenia. Producenci zazwyczaj zalecają, aby podczas codziennego użytkowania rozładowywać magazyn energii do około 80%, a sporadycznie doprowadzać do pełnego rozładowania, ponieważ wspiera to dłuższą i bardziej efektywną eksploatację systemu.
Temperatura otoczenia, w jakiej pracuje magazyn energii
Temperatura, w jakiej działa magazyn energii, ma bezpośredni wpływ na ilość przechowywanej energii oraz czas, przez jaki może być ona magazynowana. Chociaż ryzyko przegrzewania się magazynów LiFePO4 zostało znacząco zmniejszone, to praca w temperaturach znacznie wykraczających poza zalecenia producenta może prowadzić do uszkodzeń akumulatora i skrócenia jego żywotności.
Wartość napięcia rozładowania i ładowania
Magazyny energii LiFePO4 charakteryzują się długą żywotnością, co jest m.in. zasługą stabilnego i stosunkowo niskiego napięcia podczas procesu ładowania i rozładowywania, wynoszącego około 3,2 V. Utrzymanie tego parametru podczas eksploatacji zapewnia efektywną pracę akumulatora przez wiele cykli ładowania.
System BMS
Magazyny energii LFP, podobnie jak inne akumulatory litowo-jonowe, mają pewne ograniczenia, takie jak ryzyko przeładowania lub zbyt głębokiego rozładowania. Z tego powodu istotnym elementem systemu magazynowania energii jest moduł BMS (Battery Management System), który monitoruje, kontroluje i informuje o wszelkich aspektach działania magazynu, mogących wpływać na jego bezpieczeństwo lub wydajność.
Jakie wady i zalety ma magazyn energii w technologii LiFePO4?
Każda dostępna na rynku technologia poddawana jest ocenie konsumentów, jednak trudno wskazać rozwiązanie idealne w branży magazynów energii, ponieważ taka technologia po prostu nie istnieje. Z tego powodu prowadzone są ciągłe prace nad ulepszaniem akumulatorowych metod przechowywania energii. Magazyny LiFePO4 wyróżniają się wieloma zaletami, takimi jak długa żywotność, odporność na głębokie rozładowania, szeroki zakres temperatur pracy, stabilne napięcie podczas ładowania i rozładowywania, stabilność termiczna oraz bezpieczne użytkowanie dzięki technologii wolnej od kobaltu.
Wadą tych magazynów jest wyższy koszt, niższa gęstość energii w porównaniu do magazynów NMC oraz trudność w określeniu stanu naładowania z powodu płaskiego wykresu napięcia. Mimo tych ograniczeń, akumulatory LiFePO4 świetnie sprawdzają się w połączeniu z instalacjami fotowoltaicznymi oraz w systemach hybrydowych, co sprawia, że są atrakcyjne dla konsumentów z określonymi wymaganiami, które technologia ta może zaspokoić.
Ile kosztuje magazyn energii LiFePO4?
Choć magazyny energii LFP mają wiele zalet, często wskazuje się na ich wyższą cenę jako istotną wadę. Faktycznie, koszt takich magazynów jest zazwyczaj wyższy w porównaniu do urządzeń opartych na innych technologiach, jednak w zestawieniu z akumulatorami NMC różnice cenowe nie są aż tak wyraźne. Różnice w cenach magazynów energii wynikają z kilku czynników, takich jak koszty produkcji, dostępność komponentów, konieczność certyfikacji i testów, a także użyte materiały, design i parametry techniczne. Prestiż producenta również odgrywa tutaj istotną rolę. Przy wyborze odpowiedniego magazynu energii warto więc wziąć pod uwagę stosunek ceny do funkcji i potrzeb konkretnego inwestora.
