Samochody hybrydowe i elektryczne jako magazyn prądu dla sieci

Pod jednym z poprzednich wpisów (o produkcji energii z OZE w Niemczech) rozpoczęła się dyskusja na temat wpływu odnawialnych źródeł energii na system elektroenergetyczny. Wpływ ten jest negatywny, bo najpopularniejsze źródła OZE — elektrownie wiatrowe i słoneczne — nie dają się uruchomić w dowolnym momencie. Oznacza to, że w systemie muszą funkcjonować (lub oczekiwać na uruchomienie) inne źródła, które w razie spadku produkcji z OZE przejmą na siebie obciążenie. Czytaj dalej…

Magazynowanie energii elektrycznej

W przypadku przydomowej produkcji prądu ze źródeł odnawialnych, np. z energii słonecznej lub wiatru, konieczne jest magazynowanie energii elektrycznej, bo okresy zapotrzebowania nie pokrywają się (lub nie muszą się pokrywać) z okresami jej produkcji.

Typowe ogniwa fotowoltaiczne (baterie słoneczne) produkują energię przede wszystkim w środku dnia, niespecjalnie za to w okresie gorszego nasłonecznienia. To zresztą zależy od tego, czy są one zamontowane w stałym położeniu, czy też są one zamontowane na automatycznie obracanych uchwytach, śledzących położenie (tzw. solartracki). Ich wykorzystanie pozwala na zwiększenie ilości produkowanej dziennie energii o ok. 40%.

W każdym przypadku, w nocy ogniwa fotowoltaiczne energii nie produkują a właśnie w nocy jest ona najczęściej potrzebna do oświetlania. W typowym gospodarstwie domowym, przy pracujących domownikach, większość prac domowych jest wykonywana właśnie wieczorami lub w weekendy. Zresztą nie trzeba chyba tłumaczyć, jak nieprzewidywalna w dłuższym okresie jest pogoda…

Jest kilka sposobów magazynowania energii elektrycznej, ale dla domowego użytkownika dostępnych jest bardzo niewiele… Czytaj dalej…

Nowe akumulatory

Miałem trochę pieniędzy pod koniec grudnia, więc kupiłem sobie na Allegro dwa duże akumulatory głębokiego rozładowania. Kto powiedział, że w mieszkaniu w bloku nie można sobie zbudować zestawu akumulatorów o dużej pojemności? 😉

Zacząłem parę lat temu od dwóch akumulatorów żelowych o pojemności 38 Ah każdy. Jeżdżą na co dzień w moim samochodzie kempingowym, ale na zimę muszę je brać do mieszkania (ponoć nie lubią mrozu). I dlatego od października czy listopada mam je w mieszkaniu. Niewykluczone, że u mnie zostaną na dłużej, bo sprzedaję kampera i nie wiem, czy nowy właściciel będzie je chciał wziąć. Czytaj dalej…

Żelowe, AGM, czy zwykłe? Jakie akumulatory kwasowo-ołowiowe wybrać?

Akumulatory ołowiowe (kwasowo-ołowiowe) to w naszych warunkach najtańsza metoda na przechowywanie energii elektrycznej w małej skali. Nie, tańszą metodą nie jest sprężone powietrze, spiętrzona woda, ani wirujące koło zamachowe. Ani żaden inny rodzaj akumulatorów, NiMH, LiPo, czy cokolwiek innego.

Ale na rynku akumulatorów kwasowo-ołowiowych jest tyle najróżniejszych rodzajów i modeli do wyboru, że czasem nie wiadomo od czego zacząć. Proponuję więc zacząć od tego artykułu.

Akumulatory samochodowe

Najpopularniejsze akumulatory tego typu, jakie można znaleźć w wielu sklepach, to akumulatory samochodowe. Rozruchowe, tj. służące do uruchamiania silnika — napędzenia rozrusznika i podania napięcia na pozostałe istotne podzespoły, jak elektrozawory, pompy, układ zapłonowy. Ponieważ największym obciążeniem przy rozruchu jest elektryczny silnik rozrusznika, akumulatory ołowiowe do samochodów są zoptymalizowane właśnie po to, by dawać jak najwięcej prądu dla rozrusznika. Innymi słowy, mają przez kilka-kilkanaście sekund podać prąd liczony w setkach amperów (200…300…500 A), by napędzić silnik elektryczny rozrusznika o mocy nawet kilku kilowatów.

Akumulatory rozruchowe mają za zadanie uruchomić silnik, oddając przez krótki czas duże prądy. Nie projektuje się ich po to, by przez wiele godzin oddawały mały prąd, np. do zasilania radia czy paru żarówek energooszczędnych. Naturalnie, można taki akumulator wyładować do zera, a później naładować ponownie. Co więcej, można takich cykli powtórzyć nawet kilkanaście. Później akumulator będzie się nadawał na śmietnik, tj. do recyklingu. 😉

Akumulatory trakcyjne

Tego rodzaju akumulatory stosuje się m.in. do wózków widłowych, ale także innych zastosowań napędowych, jak np. do silników zaburtowych w łodziach. Z zasady przystosowane są do pracy od zera do pełna i takich cykli mogą wytrzymać znacznie więcej, niż akumulator samochodowy.

Przykładem takiego akumulatora będą aku Trojan o napięciu 6v. Warto zauważyć, że mają one olbrzymią pojemność, ale napięcie tylko 6V, więc trzeba kupić co najmniej 2 takie akumulatory, a cena ich nie jest mała.

Usprawnione akumulatory EFB

EFB jest skrótem od „Enhanced Flooded Battery”, czego na polski język nie potrafię wprost przetłumaczyć. Chodzi jednak o akumulatory z ciekłym elektrolitem (jak zwykłe, samochodowe), ale o wydłużonej żywnotności i większej wytrzymałości na pracę cykliczną. Płyty (elektrody) w takim akumulatorze są znacznie grubsze, niż w zwykłym, a także wzmocnione powłoką z poliestru, co zmniejsza zużywanie się tych płyt.

Ale wciąż są to akumulatory z ciekłym elektrolitem (dlaczego o tym wspominam, wyjaśni się za chwilę). Zastosowanie znajdują, a jakże, w samochodach, ale tych wyposażonych w system start-stop, który nawet na krótkich postojach wyłącza silnik a później wymaga jego błyskawicznego uruchomienia. Przykładem takich akumulatorów mogą być akumulatory Varta serii EFB.

Żelowe, czyli z elektrolitem w formie żelu

Znacznie bezpieczniejsze od wszystkich powyższych, są akumulatory żelowe. One nie mają już ciekłego elektrolitu, tylko taki w formie żelu. W razie jakiegoś uszkodzenia obudowy, nie wycieknie z niej kwas siarkowy. Nie mają też otworów ani korków, czyli mogą pracować praktycznie w dowolnym położeniu, w odróżnieniu od typów opisywanych poprzednio.

Takie akumulatory znajdziemy m.in. w zabawkach dla dzieci (jeżdżące motory dla dwulatków, itd.), zasilaczach awaryjnych (UPS), centralach alarmowych, itd.

Dostosowane do pracy cyklicznej i głębokich wyładowań, ale znacznie droższe, od opisywanych wcześniej. Za to bezpieczniejsze.

AGM, też bezpieczne

Bezpieczne są też akumulatory AGM, w których elektrolit nasącza maty z włókna szklanego. Znów dostosowane do pracy cyklicznej i głębokich rozładowań. Mogą pracować w dowolnej pozycji, są bezpieczne, bo szczelne.

Jakie są najlepsze?

Do domowego systemu fotowoltaicznego lub zasilania awaryjnego polecałbym najtańsze akumulatory dostosowane do głębokiego rozładowania i pracy cyklicznej.

Nie muszą to być akumulatory żelowe ani AGM. Chyba, że z jakichś innych względów zależy nam na większym bezpieczeństwie — np. ze względu na to, że boimy się, by dziecko nie wywróciło nam 20-kilowego akumulatora stojącego w piwnicy. Moim zdaniem tylko wtedy sens ma dołożenie dodatkowych pieniędzy na taki akurat akumulator.

Sprężone powietrze jako akumulator energii

Odnawialna energetyka wykorzystująca energię słoneczną i energię wiatru, ma jeden poważny problem. Ten problem to zapewnienie dostaw energii wtedy, gdy jest ona potrzebna, a nie tylko wtedy, gdy wieje wiatr / świeci słońce. Z tego właśnie powodu każda elektrownia słoneczna czy wiatrowa w małej skali powinna posiadać baterię akumulatorów do magazynowania prądu. Podobnie, jak kolektor słoneczny, który w ciągu dnia podgrzewa wodę magazynowaną w dużym zbiorniku, zużywaną wieczorem i następnego dnia rano.

Oprócz szeregu metod chemicznego magazynowania energii elektrycznej w najróżniejszych akumulatorach (kwasowo-ołowiowe, zasadowe, litowo-jonowe, i tak dalej), mamy i inne metody. Jedną z nich, o której dziś chciałem napisać, jest sprężone powietrze.

Sprężone powietrze jest nośnikiem energii łatwym do wytworzenia, dość łatwym do przechowania i dającym się całkiem łatwo zamienić na inny rodzaj energii. Czy więc jest dobrym sposobem na magazynowanie energii elektrycznej? Czytaj dalej…