Paralelní připojení další solární baterie

Stále více „solárních baronů“ přechází z virtuální baterie na tu skutečnou a majitelé baterií se snaží posilnit kapacitu úložiště. Snaha o nezávislost má svá úskalí. Víte, jak správně připojit k současné baterii paralelně tu další tak, aby to bylo bezpečné?

Důvodem rozšíření bateriového úložiště nemusí být jen zkomplikování využíváni virtuální baterie. Stejně tak hrozba blackoutu anebo jen zkušenost s plánovanou odstávkou distribuční sítě ukazují, že fotovoltaická elektrárna na střeše by neměla elektřinu jen vyrábět, ale zejména poskytovat pro domácnost i v době výluk. A právě elektrárna bez baterie tuto službu neplní a ty s malou baterií jen po omezenou dobu.

A tak když je FVE vybavena akumulátorem, jen máte pocit, že v případě potřeby vydrží jen krátkou dobu, nejjednodušším řešením je připojit paralelně k tomu současnému další akumulátor. Rozšiřování kapacity vlastního akumulátorového úložiště nahrává i postupný pokles cen akumulátorů pro solární elektrárny, tento jev zřejmě souvisí s rozšiřováním elektromobilů a zvyšováním výrobních kapacit akumulátorů. A čím větší baterii máme ve své elektrárně, tím déle vydrží vaše domácnost bez potřeby nákupu elektřiny. Zejména v sychravých a zamračených dnech její kapacitu oceníte, kdy je slunce méně a potřeba svítit větší. Aby byla baterie efektivní, neměla by její kapacita překročit číselně cca tří až pětinásobek výkonu solárních panelů.

Problémem paralelního připojování vícero akumulátorů je nestejné napětí spojovaných baterií. Jednoduché spojení pólů „plus na plus a mínus na mínus“ může být provázené nebezpečným jevem. Mezi akumulátory s různým napětím začne téct vyrovnávací proud. Zkrátka energie z víc nabitého akumulátoru se začne přelévat do toho méně nabitého. Jako když spojíte hadicí dva sudy s vodou, kde v každém je jiná hladina vody. Okamžitě se začnou hladiny v obou sudech vyrovnávat. A tento elektrický proud může v závislosti od rozdílu napětí představovat desítky ampér, co může zahřát přívodní vodiče, nemluvě o možném jiskření při připojení poslední svorky a opálení kontaktů, kterým se pak zvětší přechodový odpor.

Řízený odpor

Není třeba připomínat, že takovou operaci by neměl provádět laik, ale jen zkušený člověk, který ví, co dělá. Protože elektřina „kope“ a jednosměrná (mluvíme o bateriích) ještě i natahuje nebezpečný elektrický oblouk. Proto tento článek není návodem, jen opisem skutečnosti.

Ideální je, když je možné zesouladit potenciál spojovaných akumulátorů. U LiIon akumulátorů je možné orientovat se jejich napětím, které téměř lineárně kopíruje stav nabití (SOC). Horší je to u LiFePo4 akumulátorů, kde křivka napětí je téměř v celém rozsahu nabití prakticky plochá a proto z něj neumíme odvodit aktuální náboj baterie. Ten se dá zjistit pouze měřením a výpočtem při nabíjení anebo vybíjení akumulátoru.

Čím nižší je rozdíl/SOC akumulátorů, tím nižší vyrovnávací proud mezi nimi poteče. U 48 systémů dostanete-li se na rozdíl 0,1 Voltu, je to zvládnutelná maličkost, ale rozdíl 1 V už představuje solidní výzvu.

Jak na to? Nová baterie k současné by měla být připojena jedním pólem na pevno, stále netečou žádné proudy. Řekněme, že je to kladný pól. A záporný pól nové baterie před připojením do sběrnice nejprve spojíme se sběrnicí/záporným pólem současného akumulátoru odporem, který sníží vyrovnávací proud na přijatelnou a bezpečnou hodnotu. Běžným způsobem v podobných situacích je využít patřičně silnou vláknovou žárovku starého typu, které vlákno, dimenzované na příslušné nebo vyšší napětí, slouží jako regulační odpor a nedovolí procházet vyššímu proudu, než je dán vláknem žárovky. Avšak pro proudy v řádech desítek Ampér při napětí 48 V může být běžná žárovka nedostatečná.

Dobrou službu udělá izolovaný vodič, například dva metry drátu CY 1,5 mm2, ale odborný pracovník si dokáže spočítat podle rozdílu napětí a očekávaných proudů skutečnou délku a skutečný průřez. Při chybě totiž hrozí nejen přehřátí vodiče a jeho izolace, ale při nesprávné manipulaci či chybě při práci i nebezpečný zkrat a následný požár. A samozřejmě napětí obou akumulátorů i procházející vyrovnávací proud by měl být celou dobu měřen adekvátním měřícím přístrojem a jednoduchý VA metr to rozhodně není.

Když jsou napětí obou akumulátorů identická, i druhý pól je možné napevno připojit do systému a využívat paralelně spojené akumulátory jako jeden celek. Samozřejmě že každý z nich je připojen do sběrnice přes svou dvojici pojistek. Dva a více akumulátorů, připojených přes osobité jištění, dovoluje servisovat kterýkoli akumulátor bez toho, že by musela být fotovoltaická elektrárna vypnutá. Při opětovném připojování ale je potřeba počítat s nestejným napětím akumulátorů! No a spojování akumulátorů by nemělo být prováděné v době jejich nabíjení anebo vybíjení měničem.