V posledních letech dochází k výraznému snižování ceny systémů pro skladování energie (SSE) z obnovitelných zdrojů energie. Akumulace energie vyrobené ve fotovoltaických elektrárnách (FVE) probíhá zejména v bateriích, které musejí mít specifické vlastnosti. Jde zejména o vysoký stupeň cykličnosti, výjimečnou hustotu výkonu, schopnost regenerace z hlubokého vybití atd.

Zatímco v minulosti byly preferovány pro akumulaci energie zejména trakční olověné baterie, v současnosti je většina FVE vybavených SSE na bázi lithia nebo průtokových redoxních baterií.
Srovnání nejpoužívanějších typů baterií:

Zdroj: http://www.fg-forte.cz/cz/kategorie/lithiove--lithium-ion-baterie.aspx

Systémy pro skladování energie (SSE) na bázi olověných (gelových) trakčních baterií
Jedná se o léty prověřenou technologii akumulace energie. Olověný akumulátor má velkou energetickou účinnost (cca 85%), to znamená, že vydá velký podíl dodaných „ampérhodin“. Olověné akumulátory mohou pracovat v mnoha režimech, poměrně příznivý je také průběh jejich nabíjecích a vybíjecích charakteristik. Doporučuje se používat moderní baterie s technologií AGM (nerozlitelné - kyselina je zasáknutá do skelných vláken) nebo gelové baterie - vysoce odolné s dlouho životností (elektrolyt - kyselina - je ztužená ve formě gelu). Modely AGM a GEL jsou zcela bezúdržbové, nerozlitelné a velmi odolné proti otřesům.

Hlavní nevýhody olověných SSE jsou zejména omezená životnost a velká hmotnost.

Systémy pro skladování energie (SSE) na bázi Li-Ion
Největší výhodou lithiových SSE je vyšší energetická hustota těchto akumHulátorů jak objemová, tak hmotnostní. Další výhodou těchto akumulátorů je nižší samovybíjení než u většiny ostatních akumulátorů, princip nabíjení je jednoduchý a dobíjení je možné provádět v jakémkoliv okamžiku (stavu vybití) bez negativního vlivu na výkony akumulátorů.

V současnosti je komerčně dostupných několik variant lithiových SSE. Nejrozšířenějším typem lithiových akumulátorů jsou lithium-iontové (Li-Ion) články s kapalným elektrolytem. Tyto akumulátory jsou proto relativně bezpečné a mechanicky odolné. Nabíjecí napětí je 4,2 V na článek, jmenovité 3,6 V. Energetická hustota se pohybuje mezi cca 150–200 Wh/kg.

Hlavní silná stránka lithium-iontových baterií je skutečnost, že so mohou dobíjet velice často - bez paměťového efektu, který zpomaluje a ztěžuje proces nabíjení. Další výhoda: vysoká hustota energie. Hloubka vybíjení (DOD) : Baterie mohou být hluboce vybíjeny (100% DOD) ve srovnání s olověnými bateriemi jsou výkonnější protože pokud olověná baterie překročí hloubku vybití 80% dochází k jejímu poškozování.

Systémy pro skladování energie (SSE) na bázi LiFe/LiFePO4

Dalším rozšířeným typem jsou články lithium-železo-fosfát, zkráceně označované jako LiFe/LiFePO4. Nabíjecí napětí článků je 3,6 V, jmenovité 3,2 V. LiFePO4 články mají nižší energetická hustota (cca 90–120 Wh/kg). Jejich výhodou oproti Li-Ion článkům je vyšší proudová zatížitelnost vzhledem ke kapacitě a jistá odolnost proti hlubokému vybití.

Systémy pro skladování energie (SSE) na bázi LTO (lithium-titan-oxid)

Třetím využívaným typem SSE na bázi lithia jsou akumulátory lithium-titan (zkráceně LTO nebo také Li4Ti5O12 = lithium-titan-oxid). Katoda je stejná jako Li-Ion/Li-Pol akumulátorů. Materiál LTO má velkou měrnou plochu vzhledem k hmotnosti, takže je možné rychlé nabíjení a vybíjení.

Další výhodou je možný provoz za nízkých teplot a velmi dlouhá cyklická životnost (tisíce cyklů). Naopak nevýhodou je nižší jmenovité napětí – 2,4 V. Energetická hustota je tak zatím nižší než u předchozích typů.

Systémy pro skladování energie (SSE) na bázi průtokových baterii
Podle mnohých odborníků mohou být právě průtokové baterie budoucím „pilířem“ četných SSE, a to jak na úrovni distribuční sítě, tak i v domácnostech.

Průtokové baterie se v podstatě skládají ze dvou nádrží, které jsou naplněné elektrolytem proudícím elektrochemickým článkem. K rozhodujícím procesům dochází u elektrolytu, ten je rozdělen do dvou velkých nádrží. Každá nádrž má svoje čerpadlo a vhání elektrolyty do regeneračního palivového článku, kde přes ionto-měničovou membránu probíhá chemická reakce. Energie se předává prostřednictvím membrány a je uložena v nádržích s elektrolytem.

Výhody a nevýhody VRB technologie

Rozdělení elektrolytu přináší určité výhody. V případě VRB elektrolyt nemá degradační procesy, je tedy možné baterii provozovat téměř po neomezený počet cyklů nabití a vybití. VRB se může ponechat ve vybitém stavu delší dobu, aniž by byla způsobena jakákoliv škoda na životnosti baterie. Podle expertů se životnost baterie odhaduje na 30 až 50 let s počtem cyklů v řádů až desítek tisíc.
Dále nedochází k degradaci elektrolytu, v praxi to znamená, že kapacita baterie se v průběhu času nemění. Hloubka nabití a vybití je 0 % až 100 %. Technologie VRB se vyznačuje minimálním procesem samovybíjení.Průtokové baterie VRB jsou extrémně stabilní. Účinnost těchto baterií je od 75 % do 85 %, napětí na článku závisí na použitém elektrolytu a pohybuje se v rozmezí od 1,4 V do 1,8 V.
Jedinou nevýhodou VRB je nízká hustota energie v rozsahu 15 až 25 kWh/m3 (pro srovnání- Li-ion baterie má hustotu energie zhruba 300 kWh/m3). Proto jsou VRB značně objemné a také relativně těžké. Hustota energie těchto baterií je dána množstvím elektrolytu v rezervoárech, zatím co hustota výkonu je ovlivněna chemickými reakcemi probíhajícími na elektrodách.
Jak poznáte kvalitní baterie?
Kvalitní baterie by měly obsahovat BMS, tedy „Battery Management System“, který se stará o jejich bezpečnost, aktivně balancuje mezi jednotlivými články a udržuje celý SSE v co nejlepší kondici.
BMS vyrovnává toky energie mezi jednotlivými články a udržuje je všechny ve stejném stavu z hlediska napětí i kapacity. Tím rovněž chrání díky silnějším článkům ty slabší před poškozením. Jinak řečeno, použitím BMS jsou eliminovány negativní vlivy nesouladu jednotlivých článků během doby používání, takže celá baterie nabízí konstantní,
stabilní výkon.
BMS zaručuje tak zcela bezpečný dlouhodobý provoz se 100% využitím možností použitých akumulátorových článků. U každého článku elektronika precizně sleduje aktuální napětí, proud i teplotu a podle změřených hodnot koriguje proces jeho nabíjení i vybíjení.
Hlavní funkce BMS:
- precizní měření napětí, proudu i teplot jednotlivých článků
- ochrana proti hlubokému vybití i přebíjení u každého článku
- omezení nadměrných nabíjecích i vybíjecích proudů.
Hlavní zásady pro výběr kvalitních SSE

Rozhodně se nedoporučuje vybírat levné trakční olověné baterie. Při porovnávání ceny za uloženou kWh (ale i při srovnání rozměrů, či hmotnosti) pak vychází jednoznačně lépe akumulátorové úložiště z lithiových baterií. Navíc, kvalitní baterie na bázi litihia (či průtokových baterií) představuje bezúdržbové, čisté a bezpečné řešení, které je oproti Pb akumulátorům po všech stránkách lepší a výhodnější.
Při výběru baterií platí zásada, že vyšší cena = vyšší přidaná hodnota. Kvalitní baterii poznáte podle toho, že obsahuje BMS -tj. řídící systém, který aktivně balancuje mezi jednotlivými články a udržuje celý SSE v co nejlepší kondici.
TIP: Při výběru baterií sledujte tyto parametry:
- životnost
- kapacita (využitelná)
- počet cyklů nabití/vybití
- možnost hlubokého vybití.