Kapacita baterie versus využitelná energie: co znamená DoD a SoC

Když mi montér spouštěl baterii, ukázal v aplikaci 11,6 kWh a odjel. Večer jsem si u kávy počítal, kolik toho dům z baterie utáhne, a nesedělo mi to o skoro dva kilowatthodiny. Chyběla znalost tří zkratek, které se v nabídkách buď neuvádějí, nebo se schovávají do poznámky pod čarou.

Tři veličiny, které je nutné rozlišovat

Zkratka	Význam	Jednotka
Jmenovitá kapacita	energie, kterou články teoreticky pojmou	kWh
DoD (hloubka vybití)	jaká část kapacity se smí využít	%
SoC (stav nabití)	momentální naplnění baterie	%
SoH (stav zdraví)	zbývající kapacita vůči původní	%

Využitelná energie = jmenovitá kapacita × DoD × SoH. U nové baterie s DoD 90 % a kapacitou 11,6 kWh máte k dispozici 10,4 kWh. Po deseti letech se SoH kolem 88 % už jen 9,2 kWh.

Proč se nesmí vybít úplně

Lithiové články trpí, když se dostanou k oběma krajním hodnotám napětí. Hluboké vybití pod určitou mez poškodí zápornou elektrodu, plné nabití na maximum urychluje stárnutí elektrolytu. Řídicí systém baterie proto drží pracovní okno uvnitř bezpečných hranic a část kapacity zůstává trvale nedostupná.

U kvalitních LiFePO4 systémů bývá DoD 90–100 %, protože chemie snese hlubší vybití. U NMC se pohybuje spíš kolem 80–90 %. Rozdíly mezi chemiemi popisuje článek o LiFePO4 a NMC.

Rezerva pro zálohu

Pokud má baterie sloužit i jako záloha při výpadku sítě, nastaví se v měniči minimální SoC, pod který se v běžném provozu nevybije. Typicky 20–30 %. Tuhle rezervu si od využitelné kapacity musíte odečíst pro denní provoz.

Nastavení	Dostupné pro denní cyklus (z 11,6 kWh)
DoD 90 %, bez rezervy	10,4 kWh
DoD 90 %, rezerva 20 %	8,1 kWh
DoD 90 %, rezerva 30 %	6,9 kWh

U mě je nastavena rezerva 25 %, protože v zimě u nás vypadává síť několikrát ročně a bez oběhového čerpadla topení dům rychle chladne. Co všechno záloha utáhne a jak se okruh zapojuje, rozebírá text o zálohovaném okruhu.

Účinnost cyklu

Další ztráta se skrývá v převodu energie. Nabíjení a vybíjení nejsou bezeztrátové a měnič si vezme svůj podíl.

• Účinnost samotných článků je u LiFePO4 kolem 95–98 %.
• Účinnost měniče v obou směrech dohromady 92–96 % u hybridního zapojení.
• Celková účinnost cyklu vychází obvykle na 85–92 %.

Znamená to, že z 10 kWh nabitých z panelů dostanete zpět do domu asi 8,5–9,2 kWh. U systémů s baterií připojenou přes střídavou stranu je ztráta vyšší, protože energie prochází konverzí navíc — srovnání obou architektur je v článku o hybridním měniči a bateriovém střídači.

Jak číst údaje v nabídce

1. Zjistěte, jestli uvedená kapacita je jmenovitá, nebo využitelná. Výrobci to uvádějí různě a rozdíl bývá i 15 %.
2. Vyžádejte si hodnotu DoD a maximální nabíjecí a vybíjecí výkon v kW.
3. Zkontrolujte, jestli vybíjecí výkon stačí na vaši špičku. Baterie s 10 kWh a výkonem 3 kW nezvládne současně troubu a varnou desku.
4. Ptejte se na účinnost cyklu, ne jen na účinnost měniče.

Výkon versus kapacita

Kapacita říká, jak dlouho baterie vydrží. Výkon říká, kolik toho zvládne najednou. Domácnost s indukční deskou a tepelným čerpadlem potřebuje výkon alespoň 5 kW, jinak si část odběru bude brát ze sítě i s plnou baterií.

Poměr výkonu ke kapacitě označovaný jako C-rate bývá u domácích úložišť 0,3 až 0,5. Baterie 10 kWh s C-rate 0,5 dá tedy 5 kW. Vyšší hodnoty znamenají rychlejší nabíjení, ale i vyšší namáhání článků, které se projeví na životnosti.

Praktický důsledek

Když někdo srovnává dvě nabídky podle věty „10 kWh baterie“, srovnává čísla, která mohou znamenat 7,5 i 9,8 skutečně dostupných kilowatthodin. Přepočtěte si obě na využitelnou energii po započtení DoD a rezervy, a teprve pak je porovnávejte s potřebou vaší domácnosti.

Jak si dostupnou kapacitu ověřit v provozu

Údaje z datasheetu si po pár měsících provozu ověřte měřením. Postup je jednoduchý a nevyžaduje žádné přístroje navíc.

1. Vyberte den, kdy se baterie nabije na maximum a večer se plně vybije až na nastavené minimum.
2. V aplikaci odečtěte energii dodanou z baterie za daný večer a noc.
3. Číslo porovnejte s deklarovanou využitelnou kapacitou.

Rozdíl do pěti procent je normální a jde na vrub měření. Větší odchylka znamená buď jinou hodnotu DoD, než jste čekali, nebo nastavenou rezervu pro zálohu, na kterou jste zapomněli. Změřenou hodnotu si poznamenejte s datem — po pěti letech ji zopakujete a získáte tím reálný obrázek o stavu zdraví úložiště, nezávislý na tom, co ukazuje aplikace.