Atunci când proiectez sisteme fotovoltaice, una dintre cele mai sensibile decizii este alegerea tipului de baterie. În ultimii ani, bateriile Li-ion au depășit în multe cazuri bateriile tradiționale cu plumb-acid, dar fiecare tehnologie are avantaje și limitări.

În acest articol, voi prezenta diferențele esențiale pe care le-am observat în proiecte reale, cum influențează performanța și ce să iei în considerare pentru casa ta.

1. Principiul și chimia fiecărei tehnologii

Baterii plumb-acid

Bateriile plumb-acid utilizează plăci de plumb și acid sulfuric drept electrolit. Ele sunt bine cunoscute, fiabile, și au fost folosite decenii în aplicații de back-up. Totuși, au limitări privind adâncimea de descărcare (DOD), densitatea energetică și necesită întreținere periodică.

Baterii Li-ion (LiFePO₄ și derivate)

Bateriile Li-ion (în special LiFePO₄) sunt mult mai moderne: au densitate energetică ridicată, durata mare de viață și nu necesită întreținere. Ele pot suporta cicluri mari de încărcare/descărcare, iar BMS (Battery Management System) le protejează împotriva supraîncărcării, temperaturii sau scurtcircuitului.

2. Densitate energetică, greutate și volum

În proiectele pe care le-am realizat, bateria Li-ion a ocupat aproximativ jumătate din spațiu și a avut greutatea redusă în comparație cu echivalentul plumb-acid. Densitatea energetică mai mare înseamnă mai multă energie stocată pentru același volum.

3. Durabilitate și cicluri de încărcare

Una dintre diferențele mari este numărul de cicluri utile. Bateriile Li-ion pot atinge 3.000–5.000 sau chiar mai multe cicluri la adâncimi moderate de descărcare, ceea ce se traduce în 10–20 de ani de funcționare. Plumb-acid, de regulă, se limitează la câteva sute până la ~1.000 cicluri, mai ales în condiții dure.

În proiectele mele, sistemele cu Li-ion au necesitat înlocuire mult mai rară și costuri de întreținere mai mici.

4. Eficiență de încărcare / descărcare

Li-ion are eficiență mare (de obicei >95 %). Aceasta reduce pierderea de energie între cicluri. Plumb-acid are eficiență mai mică, adesea între 70-85 %

5. Costuri și cost total de proprietate

Inițial, bateriile plumb-acid sunt mai ieftine pe kWh nominal. Însă, când iei în calcul întreținerea, durabilitatea și ciclurile, costul pe kWh real utilizabil al Li-ion devine competitiv și deseori mai avantajos pe termen lung.

Într-un proiect recent, diferența de cost inițial a fost amortizată în ~5-7 ani datorită performanței superioare Li-ion.

6. Temperatură, condiții de utilizare și siguranță

Bateriile plumb-acid sunt sensibile la temperaturi scăzute sau ridicate și pot avea performanță scăzută în condiții extreme. Li-ion, în special LiFePO₄, are toleranță mai bună la temperaturi și un BMS care protejează celulele.

7. Întreținere și operare

Plumb-acid necesită verificare periodică a electrolitului, completări de apă distilată, egalizări de tensiune etc. Li-ion, de cele mai multe ori, este „plug & play” și cu întreținere minimă.

8. Impact de mediu și reciclare

Plumbul este toxic și reciclarea bateriilor cu plumb-acid necesită proceduri stricte. Li-ion are materiale mai valoroase și reciclare mai modernă, deși procesul nu este perfect. Alegerea unei baterii responsabile și reciclarea sunt importante din perspectiva durabilității.

9. Scenarii practice și recomandări

Dacă sistemul tău este mic, fără plan de extindere, bateria plumb-acid poate fi o opțiune acceptabilă dacă bugetul chiar restricționat. Dar dacă țintești durabilitate, rentabilitate pe termen lung și minim de întreținere, Li-ion este alegerea mea recomandată.

Importanța invertorului în sistemul fotovoltaic

Invertorul este “creierul” sistemului fotovoltaic. El transformă curentul continuu (DC), generat de panouri, în curent alternativ (AC), utilizabil de aparatele din casă. Un invertor prost ales poate genera pierderi mari, funcționare instabilă sau chiar daune componente.

În cei peste 10 ani de experiență în domeniu, am întâlnit cazuri în care un invertor nepotrivit a redus producția cu 10-20 % sau a generat probleme de compatibilitate cu bateriile. Din acest ghid, îți ofer criteriile pe care le folosesc când proiectez sisteme reale.

Tipuri de invertoare și aplicații

On-grid

Aceste invertoare funcționează doar atunci când rețeaua publică este activă; ele sincronizează curentul produs cu rețeaua. Avantajul este costul mai mic și simplitatea sistemului. Dezavantaj: întreruperea curentului în rețea duce sistemul să se oprească (nu funcționează independent). Aici se încadrează majoritatea sistemelor fotovoltaice rezidențiale conectate la rețea. :contentReference[oaicite:0]{index=0}

Off-grid

Acestea nu depind deloc de rețea — funcționează independent, utilizând baterii pentru stocare. Sunt recomandate pentru zone izolate sau locuințe care doresc o autonomie completă. Ele necesită o dimensionare atentă a bateriilor, pentru a asigura rezervă suficientă pentru nopți sau zile cu producție scăzută.

Hibrid

Invertorul hibrid (sau bi-modal) combină funcțiile on-grid și off-grid: poate alimenta casa din panouri sau baterii și trimite surplusul în rețea. Este soluția preferată atunci când vrei flexibilitate și posibil de extindere cu baterii ulterior. :contentReference[oaicite:1]{index=1}

Criterii cheie la alegere

Puterea nominală și rezervă

Verifică puterea maximă instantanee și adaugă un factor de siguranță de 20-30 %. De exemplu, dacă consumurile simultane ating 4 kW, ideal este să alegi un invertor de 5 kW pentru a evita supraîncărcarea.

Eficiența și pierderile

Invertorul trebuie să aibă eficiență ridicată (ideal peste 97 %). Pierderile la conversie apar la transformarea DC → AC, iar un invertor slab proiectat poate reduce producția utilă. Verifică fișa tehnică, nu doar eticheta marketing. :contentReference[oaicite:2]{index=2}

Numărul de trackere MPPT

Dacă sistemul are mai multe stringuri de panouri orientate diferit (ex: sud + est/vest), un invertor cu 2 (sau mai multe) trackere MPPT este esențial. Astfel, panourile umbrite sau orientate diferit nu afectează tot sistemul negativ. :contentReference[oaicite:3]{index=3}

Tensiune de lucru și curent

Invertorul trebuie să suporte tensiunea (Vmp, Voc) și curentul (Imp) al stringului de panouri. Evită marginea superioară a domeniului – un buffer de 10-15 % la Voc este recomandat pentru temperaturi scăzute.

Sistem de răcire și protecții

Invertorul generează căldură; ventilatoarele active sau răcirea pasivă sunt esențiale. Protecțiile la supratensiune, scurtcircuit, polaritate inversă etc. sunt standard în sistemele moderne.

Monitorizare și conectivitate

Invertorul ar trebui să aibă monitorizare (Wi-Fi, Ethernet, portal web) pentru a urmări producția și eventualele erori. Aceasta te ajută să detectezi scăderi de performanță rapid. Eu recomand modele care oferă App sau portal pentru utilizator. :contentReference[oaicite:4]{index=4}

Greșeli frecvente și ce să eviți

• Alegerea unui invertor subdimensionat — duce la limitare de producție în vârfuri.
• Alegerea unui invertor care nu acceptă baterii, când intenționezi extinderea.
• Nerespectarea cerințelor de răcire, ceea ce scade fiabilitatea.
• Neglijarea compatibilității tensiuni/curent cu panourile.
• Ignorarea monitorizării — pierzi semnale de alertă privind performanță.

Recomandări și scenarii practice

Dacă ai un sistem mic de 3-5 kW fără baterii planificate: invertor on-grid eficient, cu un tracker MPPT, misterioasă ventilare și monitorizare este o alegere bună. Dacă vrei să adaugi baterii mai târziu: alege din start un invertor hibrid compatibil. Dacă locuiești într-o zonă fără rețea: investește într-un invertor off-grid robust și baterii dimensionate generos.