Solarni sistemi za plovila i kampere — jednostavno i razumljivo Novi Sad · Dunav
SOLARNO SRCE Plovila · Kamperi

Početna/Komponente/Baterije

Srce sistema

Baterije — tri hemije, dva broja koja se stalno mešaju.

Baterija je jedini deo koji čuva energiju — i jedini koji može da ti uništi sistem ako se pogrešno izabere. Evo šta stvarno znače Ah i Wh, koliko koja hemija sme da se isprazni i po kojoj formuli se bira kapacitet.

90 % LiFePO4 sme da se isprazni. Olovo — 50 %
3.000+ ciklusa LiFePO4. AGM oko 300–500
1.200 Wh nosi 100 Ah na 12 V. Ista ta na 24 V — 2.400 Wh
2× toliko veći bank treba ako ideš na olovo

Ah nije energija. Wh je energija.

Ovo je prva stvar koju ljudi pomešaju — i zbog koje kupe pogrešnu bateriju.

Na svakoj bateriji piše kapacitet u amper-časovima (Ah). Ali 100 Ah ne znači ništa dok ne znaš napon. Energija je u vat-časovima, a dobija se množenjem: amper-časovi puta volti.

Sto amper-časova na 12 V i sto amper-časova na 24 V nisu ista baterija. Druga nosi duplo više energije, iako na nalepnici piše isti broj.

Kapacitet Napon Energija
100 Ah 12 V 1.200 Wh = 1,2 kWh
100 Ah 24 V 2.400 Wh = 2,4 kWh
200 Ah 12 V 2.400 Wh = 2,4 kWh
Zašto 1.200, a ne 1.280 Wh Na bateriji i u reklami stoji 1.280 Wh — i to je tačno, jer LiFePO4 ćelija ima 3,2 V, pa „12 V" baterija stvarno ima 12,8 V. Ali to je broj u mirovanju, bez opterećenja. Računam sa 12 V jer je to konvencija po kojoj se sve upoređuje, i zato što je bolje potceniti nego preceniti autonomiju. Pod opterećenjem napon padne na 12–12,5 V, pa je 12 V realniji prosek.
Pitanje koje sve rešava Kad neko kaže „imam 200 Ah", pitaj: na kom naponu? Baterija od 200 Ah na 12 V i baterija od 100 Ah na 24 V nose istu energiju — razlika je samo u struji i debljini kablova.

Nominalno nije iskoristivo

Od onoga što piše na kutiji, u praksi koristiš manje — i to je najvažniji broj.

Baterija od 100 Ah na 12 V nominalno nosi 1.200 Wh. Ali ako je olovna, smeš da je isprazniš samo do pola — inače joj skraćuješ život. Znači realno koristiš 600 Wh, a drugih 600 Wh su tu samo da je ne bi preopteretio.

Litijumska baterija iste oznake sme do 90 % — oko 1.080 Wh. Zato „duplo veći bank" nije marketinška priča: to je ista energija u praksi.

Koliko Ah treba za 1 kWh iskoristive energije na 12 V LiFePO4 oko 93 Ah, AGM i GEL oko 167 Ah, otvorena olovna oko 200 Ah. 200 150 100 50 0 93 Ah 167 Ah 200 Ah LiFePO4 AGM / GEL Olovna
Koliko amper-časova na 12 V treba za 1 kWh iskoristive energije. Za istu struju treba ti 93 Ah litijuma ili 167 Ah AGM — razlika između baterije od 11 kg i one od 50 kg.
Olovna ispod 50 % se ne „prazni malo jače" Svako pražnjenje ispod polovine trajno joj smanjuje kapacitet. Ne puca odmah — posle dvadeset takvih ciklusa primetiš da drži sve kraće, a ne znaš zašto.

Četiri hemije koje ćeš sresti

Ne postoje „najbolja" i „najgora" — postoji ona koja se slaže sa tvojim načinom korišćenja.

LiFePO4 — litijumska, ali ne ona litijumska

Sme da se isprazni do 90–100 %, drži 3.000–5.000 ciklusa pa i više, zavisi od kvaliteta, puni se skoro bez gubitaka i teška je trećinu olovne. Ima ugrađen BMS koji štiti ćelije. Ali: ne puni se ispod 0 °C i traži drugačije punjenje iz alternatora. Skupa je na kupovini, najjeftinija po ciklusu.

AGM — zapečaćena olovna

Olovo u staklenom vlaknu, bez dolivanja vode. Radi u svim položajima i podnosi hladnoću. Praktična do 50 % pražnjenja, 300–500 ciklusa. Teška je i velika, ali predvidiva — kad oslabi, to se vidi postepeno, a ne odjednom.

GEL — olovna sa gel elektrolitom

Slična AGM-u, malo izdržljivija na duboka pražnjenja (500–800 ciklusa), ali osetljivija na prepunjavanje — traži niži napon punjenja. Ako je puni regulators podešen za AGM, skraćuješ joj život. Zato: proveri podešavanje pre spajanja.

Otvorena olovna — najjeftinija

Najniža cena po Ah i najkraći život (200–400 ciklusa). Traži dolivanje destilovane vode, ventilaciju i nikad ne sme da stoji nagnuta. Ima smisla kad se malo koristi i kad imaš mesta i volje da se oko nje brineš.

Uporedo, bez sitnih slova

Brojevi su tipični za 12 V bateriju od 100 Ah. Za tvoju proveri deklaraciju.

Osobina LiFePO4 AGM GEL Otvorena olovna
Iskoristivo 90–100 % 50 % 50 % 50 %
Ciklusa 3.000–5.000 300–500 500–800 200–400
Efikasnost punjenja ~95 % ~85 % ~85 % ~80 %
Težina (100 Ah / 12 V) ~11 kg ~30 kg ~32 kg ~28 kg
Održavanje nema nema nema dolivanje vode
Punjenje na hladnoći ne ispod 0 °C do −10 °C do −10 °C do −10 °C
Cena na kupovini najviša srednja srednja najniža
Cena po ciklusu najniža srednja srednja najviša
Za koga život na brodu vikend, budžet mirna upotreba retko korišćenje
Napomena o hladnoći Zimi se kapacitet smanjuje kod svih hemija — pri 0 °C olovna drži oko 80 %, litijumska oko 90 %. To nije kvar, to je hemija. Ali punjenje LiFePO4 ispod nule je zabranjeno i tu BMS reaguje.

Koliko Ah mi treba — formula

Tri broja i jedna podela. Bez „otprilike" i bez tabela iz kataloga.

Kapacitet banke Ah = (dnevna potrošnja u Wh × dani bez sunca) ÷ (iskoristivi deo × napon sistema)

Primer: trošiš 1.000 Wh dnevno, hoćeš dva dana bez sunca, sistem je na 12 V. Sa litijumskom baterijom (90 % iskoristivo): 2.000 ÷ (0,9 × 12) = 185 Ah, pa uzimaš 200 Ah.

Ista potrošnja sa AGM baterijom (50 %): 2.000 ÷ (0,5 × 12) = 333 Ah, pa uzimaš 350 Ah. Dakle duplo više kapaciteta, duplo više težine i mesta — za isti posao.

Dani bez sunca se ne uzimaju „prosečno" Ne računaj koliko si bez sunca u proseku, nego koliko najduže ostaješ — obično dva do tri dana u novembru. Ako računaš prosek, sistem će ti se ugasiti baš kad ti treba. Broj dana upisuješ u kalkulatoru.

Serija ili paralela — ista energija

Ovo zbunjuje više od svega ostalog, a pravilo je jednostavno.

Kako spojiš Napon Kapacitet Energija
2 × 100 Ah, 12 V — serija 24 V 100 Ah 2.400 Wh
2 × 100 Ah, 12 V — paralela 12 V 200 Ah 2.400 Wh
  • Serija sabira napon, kapacitet ostaje isti.
  • Paralela sabira kapacitet, napon ostaje isti.
  • Energija je u oba slučaja ista — menja se samo struja i debljina kablova.
  • Sve baterije u banku moraju biti iste hemije, istog kapaciteta i što približnijeg stanja. Staro i novo zajedno — starija vuče drugu na dole.
  • Kod serije LiFePO4 balanser nije potreban — BMS ga radi sam. Kod olovnih jeste. Kod paralele uvek ide osigurač na svaki krak.

Koliko struje sme unutra i napolje

To se piše kao „C" — deo kapaciteta. Za 100 Ah bateriju, 0,5 C je 50 A.

Hemija Punjenje Pražnjenje Za 100 Ah znači
LiFePO4 0,3–0,5 C 1 C 30–50 A punjenje, 100 A pražnjenje
AGM 0,1–0,2 C 0,3–0,5 C 10–20 A punjenje, 30–50 A pražnjenje
Otvorena olovna 0,1 C 0,2 C 10 A punjenje, 20 A pražnjenje

Ovo je razlog zašto inverter od 2.000 W ne može na svaku bateriju. On vuče oko 180 A na 12 V — što je za AGM od 100 Ah skoro 2 C. Baterija kratko izdrži, ali se greje i gubi kapacitet. Za takav inverter treba bank od 400 Ah, ili prelazak na 24 V.

Isti problem sa punjenjem: alternator od 80 A na AGM od 100 Ah gura više nego što baterija prima. Rešenje je DC-DC punjač koji ograničava struju — o tome je posebna strana.

Ako ideš na litijum

Četiri stvari koje LiFePO4 traži

Nije ništa od ovoga komplikovano — ali svaka od ovih stvari mora da postoji.

4. Serijski — do četiri, BMS balansira

Većina proizvođača dozvoljava do četiri LiFePO4 baterije u seriji (48 V od četiri komada od 12 V), a balansiranje radi BMS unutar svake baterije — spoljni balanser nije potreban. Kod olovnih baterija je obrnuto: tamo je balanser obavezan, jer olovne nemaju elektroniku koja prati ćelije.

2. Zaštita alternatora

Kad je LiFePO4 puna, BMS odvoji punjenje — i alternator ostane bez potrošača. To može da mu spali diodu. Lifepo4 baterija može (i hoće) povući veću amperažu nego što alternator može dati trajno. Nikad direktno sa alternatora: ide DC-DC punjač, ili baterija sa ugrađenom zaštitom za ovakav slučaj.

3. Punjenje iznad nule

Litijumske ćelije se ne pune ispod 0 °C — BMS tada prekida i to je ispravno. Praktično: baterija stoji u kabini, ne u motornom prostoru ni u spoljnom boksu koji se ne greje. Baterija može da radi ispod °C ali ne sme da se puni.

4. Balanser kod serije

Dve 12 V baterije u seriji za 24 V moraju da se pune ravnomerno. Bez balansera jedna stalno radi malo više i strada prva — a sistem pokazuje kao da je sve u redu dok ne stane.

Gde baterija stoji

Mesto nije stvar ukusa — određuje koliko će trajati.

  • Blizu invertera, dakabel bude kratak. Dugačakkabel na 12 V je grejanje i pad napona.
  • U provetrenom prostoru — svaka hemija ispušta nešto, olovna najviše.
  • Ne iznad elektronike i ne iznad kreveta — ništa što može da kane ne sme da visi nad glavom.
  • Ne u motornom prostoru — toplota skraćuje život svakoj bateriji, litijumskoj najviše.
  • Učvršćena — na vodi se sve trese. Baterija od 30 kg koja se pomera je opasna.
  • Osigurač uz sam plus pol, ne na drugom kraju kabla. Do 20 cm od kleme.
Presek i osigurač se računaju iz struje Kad znaš da inverter vuče 180 A, presek i osigurač nisu stvar procene. Pogledaj kablovi i osigurači i sigurnost.

Šta kome — kratka preporuka

Bez uvijanja: po načinu korišćenja, ne po ceni.

Vikend brod, do 1 kWh dnevno

AGM 100–200 Ah. Jeftinije na startu, predvidivo, ne traži BMS ni DC-DC. Za dva-tri dana na vodi nedeljno — sasvim dovoljno.

Život na brodu, inverter, svaki dan

LiFePO4 200–400 Ah. Manje mesta, manje težine, duplo više iskoristive energije. Skupo na početku, ali po ciklusu najjeftinije — i ne dižeš 60 kg iz korita.

Retko korišćenje, mala potrošnja

Otvorena olovna može. Ali samo ako je stvarno stalno održavaš — inače je „najjeftinija" ona koja se menja svake druge godine.

Sedam grešaka koje sam video

Sve su iz prakse, ne iz kataloga.

  1. Kupljeno po Ah, bez napona — pa „ista" baterija nosi duplo manje.
  2. Stara i nova baterija spojene u istu banku. Starija vuče novu i obe stradaju.
  3. Olovna pražnjena do 20 % „samo ovaj put" — dvadeset puta.
  4. LiFePO4 spojena direktno na alternator, bez DC-DC. Prvo strada alternator.
  5. Osigurač stavljen kod potrošača umesto kod baterije —kabel do njega ostaje nezaštićen.
  6. Baterija u motornom prostoru „jer tu ima mesta". Leti joj skraćuješ život za trećinu.
  7. Dve 12 V u seriji bez balansera — jedna strada prva, a sistem do kraja izgleda ispravan.

Koliko Ah treba baš za tvoj brod?

Unesi potrošače i broj dana bez sunca — kalkulator ti da kapacitet na 12 V i 24 V, sa iskoristivim delom već uračunatim.