Proč LifePO4

Pokud porovnáte účinnost obou bateriových systémů, vysoce kvalitní AGM baterie dosáhne účinnosti 85–90 % a lithiové baterie 98 %. To znamená, že účinnost nabité 100 Ah olověné baterie bude maximálně 90 Ah. Rozdíl se přemění na teplo a ztrácí se. V důsledku toho potřebujete ještě více než 200 Ah, spíše 220 Ah, nabíjecího proudu v olověné baterii, abyste mohli čerpat stejné množství elektřiny jako ze 100 Ah lithiové baterie. Výhodou při využití lithiové baterie je, že při získání stejného množství elektřiny potřebujete na střeše méně FV panelů.  

Další srovnání se týká cyklů nabíjení/vybíjení. Je to parametr, kterým lithiová baterie neúprosně poráží jakoukoli olověnou baterii. Vysoce kvalitní AGM baterie vydrží asi 1 000 cyklů, aby dosáhla alespoň 80 % své původní kapacity, a to při 50% úrovni vybití. Lithium-železo-fosfátová baterie má mnohem více než 3 000 nabíjecích cyklů. Poté si drží stále 80 % své původní kapacity. Baterie se dále používá až k 10 000 nabíjecím cyklům, kdy její kapacita klesne pod 60 %. To je důvod, proč se mohou lithiové baterie po využití jako trakční baterie v automobilu dále využívat jako např. zařízení ke skladování energie v domácnosti. Pokud tedy porovnáme životnost obou technologií, lithiová baterie je alespoň třikrát lepší než olověná baterie. To znamená, že musíme nakoupit třikrát 200 Ah AGM baterii za přibližně 450 eur, abychom dosáhli stejné životnosti jako u lithiové baterie.

Dalším faktorem je hmotnost. 100 Ah lithiová baterie váží mezi 13 a 15 kg. 200 Ah AGM baterie může vážit až 60 kg. Pokud je lithiová baterie instalována v mobilním zařízení, například v obytném automobilu, bude úspora paliva v závislosti na najetých kilometrech za 10 let provozu vozidla obrovská.

Olověná baterie je téměř nepřekonatelná díky odebírání velkého množství elektřiny v průběhu několika sekund během nastartování motoru v autě. Na několik sekund je dodáván proud až 800 ampérů.

Proto se budou olověné baterie dlouhou dobu využívat jako startovací baterie. Pokud však dojde k delšímu vyššímu odběru proudu, poklesne napětí např. z 12 V v olověné baterii velmi rychle na 11 V a níže.

Pokud je připojen 1 500 W invertor se střídavým proudem a tento výkon je zapotřebí např. pro kávovar, čerpá invertor 1 500 wattů: 12 voltů = 130 ampérů. Navíc činí ztráta při převodu střídače kolem 10 %, to je celkem asi 143 ampér proudu, který musí baterie dodat.

Dokonce i 100 % plně nabitá 200 Ah AGM baterie se při 143 A rychle vybíjí a napětí klesne rychle pod 12 V a níže. Poté se střídač vypne kvůli podpětí. Oproti tomu je 100 Ah LiFePO4 baterie, jako je Supervolt, schopna trvale dodávat 150 A bez poklesu napětí pod 12 V.

Olověná baterie vyžaduje vícestupňovou nabíječku baterií, která nabíjí baterii různými nabíjecími stupni, jako je hlavní nabíjení, udržovací a vyrovnávací nabíjení. Konečné nabíjecí napětí je velmi závislé na vnitřní teplotě baterie. Dobré nabíječky olověných baterií jsou proto vybaveny externím snímačem teploty, který by měl být pevně připevněn k horní části olověné baterie. Jak víme, olověná baterie by měla být plně dobita co nejdříve poté, co byla bez napětí. Jinak bude její životnost ohrožena kvůli sulfataci.

Toto dosáhnete snadno pomocí solární soustavy v létě, obtížně ale v zimě.  Pokud používáte olověnou baterii, s ohledem na co nejdelší možnou životnost doporučujeme, aby ji naši zákazníci v zimních měsících trvale připojili k automatické nabíječce. Tak bude baterie udržována a prodlouží se její životnost.

Také byste měli vědět, že úplné nabití olověné baterie (od méně než 11 V do přibližně 13,5 V) může trvat 12 hodin a déle. Baterie nejprve absorbuje velmi vysoký nabíjecí proud a rychle se nabíjí. Proud se však s rostoucím stavem náboje rychle snižuje, takže posledních 50 % nabíjení trvá podstatně déle než prvních 50 %.

Má-li být olověná baterie udržována při správném zacházení mezi 50 % a 100 % nabíjení, je v tomto rozmezí schopna přijmout jen relativně málo proudu, i když může nabíječka nebo solární systém poskytovat vyšší nabíjecí proud.

Ke konci nabíjení přijímá baterie jen několik miliampérů. Celý proces nabíjení může proto trvat i 18 hodin. Olověná baterie by měla být ponechána v dostatečně nabitém stavu pravidelně, abyste zabránili škodlivé sulfataci a aby byla dosažena její přijatelná životnost.

Lithiovou baterii lze plně nabít konstantním nabíjecím proudem přibližně za dvě hodiny, pokud je nabíječka dostatečně silná. Každý to zná ze svých mobilních telefonů. Není zapotřebí žádná složitá nabíječka, toho lze dosáhnout hlavním nabíjením a konstantním proudem. Moderní LiFePO4 baterie, jako jsou Supervolt, mohou být nabíjeny jakoukoli 12 V nabíječkou pro olověnou baterii s konečným nabíjecím napětím mezi 13,8 V a 14,6 V. Dokonce i stará 13,8 V nabíječka první generace 12 V gelových baterií zvládne nabít lithiovou baterii. Nabije se pouze např. na 90 %, ale baterii to vůbec nepoškodí.

V praxi to znamená, že např. alternátorem vozidla karavanu můžete dobít noční spotřebu ve velmi krátké době, a to již po krátké ranní jízdě do pekárny. K tomu je ale zapotřebí nabíjecí booster, který by lithiovým bateriím dodával dostatečně vysoké nabíjecí napětí, a to prostřednictvím alternátoru vozidla, jakmile je motor vozidla v chodu.

Lithiové baterii vyhovuje, pokud je částečně nabita. To znamená, že pravidelné plné nabití jako u olověné baterie není nutné a neprodlužuje životnost.

Pokud se baterie nebude delší dobu používat, měla by být skladována napůl nabitá, a i po jednom roce ji můžete znovu použít bez poškození. Pokud je v baterii integrovaný systém Bluetooth, měli byste baterii dobít přibližně každých šest měsíců, protože tento systém trvale spotřebuje několik miliampérů proudu.

Otevřené tekuté olověné baterie vyžadují pravidelnou kontrolu a údržbu. Při každém nabíjení uniká vodní pára a je tedy nutné do baterie dolévat destilovanou vodu.

Uzavřené olověné baterie, jako jsou AGM nebo GEL, nevyžadují žádnou péči. Je ovšem potřeba sledovat, aby při odpojení a následnému poklesu kapacity pod 50 %, byla baterie co nejdříve plně nabita.

Obecně doporučujeme zákazníkům, kteří používají olověnou baterii, instalovat monitorovací zařízení baterie. Podobně jako ukazatel stavu baterií ukazuje nabití v procentech, nabíjecí/vybíjecí proud a napětí baterie. Systém Victron s displejem Bluetooth stojí kolem 200 eur. Tato částka by měla být přičtena k ceně olověné baterie, pokud ji porovnáváte s lithiovou baterií.

Po zapojení lithiové baterie nemusíte však na toto všechno myslet. Systém řízení baterií (BMS) zabudovaný do každé baterie zajišťuje, že baterie je chráněna proti jakémukoli nesprávnému zacházení. Systém baterii se v případě podpětí, přepětí nebo přetížení automaticky vypne a znovu zapne, jakmile je problém vyřešen.

V nejnovějších bateriích LiFePO4, jsou nainstalovány navíc systémy sledování baterií s Bluetooth. Pokud je k němu baterie připojena, ukazuje uživateli kromě stavu nabití v procentech také aktuální spotřebu a nabíjecí výkon solárního systému, nabíječky nebo alternátoru.

Olověné baterie vylučují při nabíjení vysokým napětím tzv. třaskavý plyn, který je těžší než okolní vzduch a může být odpálen jiskrou. Olověné baterie mohou být proto používané pouze na dobře větraném místě.

Lithium-železo-fosfátové baterie, o nichž zde hovoříme, nekontrolovaně nehořely ani nevybuchly, i když se na ně střílelo. Jsou považovány za nejbezpečnější a nejodolnější lithiovou technologii.

Při nízkých teplotách mohou olověné akumulátory dodávat krátkodobě vysoký proud. Je to však opravdu jen na krátkou dobu. Znamená to, že můžete nastartovat auto i při -40 °C. Tedy pouze, pokud však motor nastartuje okamžitě. Opakované pokusy o využití baterie selžou, protože kapacita olověné baterie klesne při velmi nízkých teplotách na 15 % jmenovitého výkonu.

Lithiové baterie mají stále asi 80 % své kapacity, a to i při velmi nízkých teplotách až do -40 °C.

Většina baterií LiFePO4 se však může při teplotách pod nulou vybíjet, nelze je ale nabít. Pouze několik značek, jako je Supervolt, umožňuje omezené nabíjení až do -10 °C. Z tohoto důvodu by baterie LiFePO4 neměly být provozovány venku ve velmi chladných oblastech.

Olověné baterie ztratily své právo na existenci jako servisní, trakční a solární baterie. Za moderní lithiovou technologii ale silně zaostávají téměř ve všech technických ohledech. Také navíc i po finanční stránce, pokud zohledníme náklady za celou dobu užívání.

Technologie olověných baterií bude ještě po určitou dobu zachována pouze jako startovací baterie a pro vysokozdvižné vozíky. Hlavním důvodem úspěchu olověných baterií jako startovací baterie je nízká investice a skutečnost, že se baterie vybíjí pouze o několik procent během startovacího procesu a potom se alternátorem ihned po nastartování motoru nabíjí. Díky tomu může dobře sloužit několik let.

Podobně je tomu i u vysokozdvižných vozíku, kde je těžká hmotnost olověné baterie výhodou a baterii lze dobíjet po každém dni používání celou noc.