Životnost baterie v cyklech a v letech: co ji ničí nejrychleji

V dokumentaci k mé baterii stojí 6 000 cyklů. Při jednom cyklu denně to je šestnáct let. Jenže tam stojí i „nebo 10 let, podle toho, co nastane dřív“ — a ta druhá podmínka je ta, která se u domácího úložiště naplní skoro vždycky.

Dva způsoby stárnutí

	Cyklické stárnutí	Kalendářní stárnutí
Příčina	průchod energie, změny objemu elektrod	chemické reakce probíhající i v klidu
Závisí na	počtu a hloubce cyklů, proudu	čase, teplotě, průměrném SoC
Projev	pokles kapacity, růst vnitřního odporu	pokles kapacity
Dá se ovlivnit	ano, provozem	částečně, teplotou a nastavením

Domácí baterie odjede zhruba 200–300 plných ekvivalentních cyklů za rok. Za deset let je to 2 000–3 000 cyklů, tedy zdaleka ne šest tisíc. Limitem proto bývá kalendářní stárnutí, ne opotřebení cyklováním.

Ekvivalentní cyklus

Cyklus se nepočítá jako jedno nabití a vybití. Počítá se průchozí energie dělená kapacitou. Když baterii ráno vybijete z 90 na 50 % a odpoledne dobijete zpět, projelo jí 40 % kapacity, tedy 0,4 cyklu. Většina systémů tuhle hodnotu zobrazuje v aplikaci jako celkovou průchozí energii v MWh — a to je údaj, který má smysl sledovat v rámci běžného monitoringu.

Co životnost zkracuje nejvíc

1. Teplota. Nejsilnější faktor vůbec. Provoz při 35 °C zkracuje kalendářní životnost zhruba na polovinu oproti 20 °C. Nad 45 °C degradace prudce zrychluje.
2. Trvale vysoký stav nabití. Baterie držená celé léto na 100 % stárne rychleji než tatáž baterie držená na 60 %. Proto některé systémy nabíjejí na plnou kapacitu až odpoledne.
3. Hluboké vybíjení k dolní hranici. Poslední procenta stojí nepoměrně víc opotřebení než střed rozsahu.
4. Vysoký nabíjecí a vybíjecí proud. Nabíjení výkonem odpovídajícím C-rate 1 opotřebí články znatelně rychleji než C-rate 0,3.
5. Nabíjení pod bodem mrazu. Na záporné elektrodě se ukládá kovové lithium, což je nevratné poškození. Kvalitní BMS to zablokuje, levné systémy ne vždy.

Teplota v technické místnosti

Optimum je 15–25 °C. To v běžném domě není problém, pokud baterie nestojí vedle kotle nebo v garáži bez vytápění. U mě je úložiště na severní stěně technické místnosti, dva metry od tepelného čerpadla, a přes rok se drží mezi 17 a 24 °C.

V nevytápěné garáži klesne v zimě pod nulu a systém přestane nabíjet. Buď je nutné vyhřívání, nebo umístění jinam — souvislosti s umístěním a odvětráním popisuje článek o bezpečnosti úložiště.

Jak vypadá degradace v čase

Rok provozu	Typický SoH u LiFePO4
1	97–99 %
3	93–96 %
5	90–94 %
10	82–88 %
15	72–82 %

Pokles není lineární. První rok bývá strmější, pak se křivka zplošťuje a ke konci života opět zrychluje. Konkrétní hodnoty závisí na chemii, provozní teplotě a na tom, jak systém baterii řídí — rozdíly mezi chemiemi rozebírá text o LiFePO4 a NMC.

Co si ohlídat v záruce

• Kolik let a kolik cyklů, a která podmínka platí dřív.
• Jaká zbytková kapacita je garantována — 70 % a 80 % je velký rozdíl.
• Zda je stanoven strop celkové průchozí energie v MWh.
• Jestli záruka neztrácí platnost při provozu mimo definované teplotní pásmo nebo při nabíjení ze sítě. Některé podmínky obchodní režim s baterií vylučují.
• Kdo záruku vyřizuje — výrobce článků, sestavovatel modulu, nebo montážní firma. Rozdíl mezi typy záruk rozebírá text o zárukách na výrobek a na výkon.

Praktický závěr

Baterie v domácím provozu obvykle nezemře na vyčerpání cyklů, ale doslouží spolu se zbytkem systému. Když ji necháte v rozumné teplotě, nedržíte trvale na sto procentech a nenabíjíte maximálním možným proudem, je životnost dvanáct až patnáct let realistický odhad — a ten patří i do výpočtu návratnosti, ne pesimistických osm let, se kterými se v kalkulacích často počítá.

Vyvažování článků

Modul obsahuje desítky článků v sérii a jejich kapacita se nikdy neshoduje přesně. V průběhu let se rozdíly zvětšují a bez zásahu by nejslabší článek omezoval celý modul, podobně jako nejslabší panel omezuje string.

Řídicí systém proto články vyvažuje. Pasivní vyvažování přebytek nejsilnějších článků maří v odporu, aktivní ho přelévá do slabších. Aktivní je účinnější a šetrnější, ale dražší.

Prakticky se vyvažování projeví tím, že se baterie občas nedonabíjí na sto procent a zůstane stát na 97 nebo 98 %. Není to porucha, ale běžná fáze, kdy systém srovnává napětí článků. Trvalá neschopnost dosáhnout plného nabití nebo rostoucí rozdíly mezi články už signál jsou — pokud vaše aplikace napětí jednotlivých článků zobrazuje, stojí za to se na ně jednou za rok podívat.