Lithium-Polymerové články a baterie jsou dnes pokročilou prakticky používanou variantou skladování elektrické energie. Na trhu je však používá sotva desetina výrobků. Jak tyto články fungují a jaké jsou jejich hlavní výhody a nevýhody?
Přestože Li-Pol baterie mají oproti všem svým konkurentům mnoho výhod, najdeme je asi jenom v desetině prodaného zboží. Proč tomu tak je? Jde především o cenu. Po náročném vývoji je třeba nejprve zaplatit náklady a technologii rozšířit mezi uživatele, připravit výrobní kapacity a poté získat trh. Li-Pol články byly vyvinuty jako evoluce klasických Li-Ion akumulátorů. Je tedy zřejmé, že byly určeny jen pro špičkové produkty a oproti konkurenční Li-Ion technologii byly velice drahé. Dalším důvodem opoždění byly po přelomu tisíciletí velké naděje vkládané do palivových článků, mezi investory i výrobci tedy panovaly obavy, že krátce po nákladném spuštění výroby akumulátorů s novou technologií uteče celý svět k vodě a alkoholu (což jsou hlavní předpokládané složky paliva pro palivové články).
Dnes ve špičkových výrobcích
Dnes se stále Li-Pol akumulátory objevují především ve špičkových produktech, jako jsou výrobky společnosti Apple (iPhone, iPad, některé MacBooky), ve čtečce elektronických knih Amazon Kindle, netbooku HP Mini, přehrávačích Zune nebo ultramobilních noteboocích Lenovo ThinkPad.
V podstatě jediný výrobce, který ve velkém vsadil na Li-Pol baterie, je producent mobilních telefonů Sony Ericsson, který je dává i do nejlevnějších přístrojů. Důvodem neochoty je stále především cena - u notebooků je to kolem 10% celkové ceny, u netbooků více než 15%.
Klady a zápory Li-Pol akumulátorů
Největším přínosem Li-Pol akumulátorů je nejvyšší hustota uchovávané energie, tedy nejmenší hmotnost a objem při stejném množství uchovávané elektřiny. Druhou výhodou pak vysoký počet nabíjecích cyklů, výrazně se liší použitím článku, ale střední hodnota se nejčastěji udává kolem 1000 cyklů před poklesem na 60% původní kapacity. Další výhody i nevýhody pak mají lithiové baterie společné, ať už jde o Li-Ion nebo Li-Pol technologii. Jsou jimi zejména odolnost vůči paměťovému efektu, minimální samovybíjení, vyšší jmenovité napětí (3,6 V oproti Ni-Cd článkům s 1,2 V) při stejném objemu či kapacitě, navíc jsou výrazně lehčí - což je u mobilních zařízení velice významný ukazatel.
Nevýhodami jsou především relativní obtížnost nabíjení i vybíjení, které si vyžádaly do všech článků vkládat logické obvody (čipy), baterie stárne, tedy pomalu ztrácí kapacitu, ať už je či není používána (projevuje se zhruba po dvou a více letech), vadí jí úplné vybití, které může článek zcela zničit, stejně jako přebití a vysoké teploty, kdy hrozí výbuch nebo vznícení.
Blíže si o bateriích na bázi lithia můžete přečíst v prvním a druhém díle podrobného článku o tomto typu akumulátorů.
Surfování na pláži
Představte si, že si na dovolené užíváte teplého počasí, ležíte s notebookem na písečné pláži a nerušeně surfujete po Internetu. Výdrž baterií vás přitom vůbec nemusí zajímat, neboť energii nepřetržitě dodávají právě hřejivé sluneční paprsky. Rozdíl mezi zapojením notebooku do zásuvky a bezdrátovým provozem se konečně zcela stírá.
Krásná vize, že? Problém stávajících solárních nabíječek však spočívá v tom, že nedokáží tak snadno zabezpečit trvalý provoz, a tím zcela nahradit klasický adaptér.
Většina solárních nabíječek je univerzální a připojuje se prostřednictvím USB portu. Vlastníci mobilních telefonů, navigací atd. mohou vybírat z pestré škály mnoha různých typů, avšak v případě netbooků či notebooků je již situace složitější. Podstatným údajem je zde hlavně výstup napětí a maximální proud. Kupříkladu SolarGorilla disponuje 20-24 V a 500 mA, což teoreticky dostačuje alespoň pro netbooky.
Jiný zádrhel spočívá v rychlosti. Nutno brát v potaz, že nežijeme někde v pouštní oblasti, kde o intenzivní sluneční záření není nouze. Jakmile tato nouze jednou je, těžko očekávat nepřetržitý přísun energie. Doba, po kterou celé nabíjení trvá, je tak více či méně závislá rovněž na aktuálním počasí. Moderní nabíječky nevyžadují přímé slunce (stačí prosté denní světlo), ale u fotodiod je vztah mezi produkcí napětí/mírou osvětlení jasný.
Sktečná použitelnost je stále vzdálená
Nemálo z těchto nabíječek bývá dnes už konstruováno přímo pro outdoorové potřeby a jsou tudíž dodávány v odolném pogumovaném krytu, navíc voděodolném, pochopitelně s výjimkou konektorů.
Vhodný doplněk k samotné solární nabíječce představuje další záložní zdroj typu PowerGorilla (zvláště tehdy, když nabíječka nedisponuje vlastním akumulátorem). Ten sám o sobě už energii neprodukuje, ale pouze uchovává. Baterie s kapacitou 21 000 mAh podle oficiálních informací dokáže nároky notebooku uspokojit na 2-6 hodin (přesný čas se odvíjí od jeho technických parametrů) a adaptér má měnitelné hlavice, tudíž s ním lze klidně vyrazit prakticky kamkoliv. Kombinací obojího a vlastní baterie v notebooku již dostáváme poměrně slušný výsledek, který vás ovšem bude také stát pěkných pár tisíc.
Jak ukazují diskuze na outdoorových fórech, ještě nedávno se většina zúčastněných lidí shodovala na tom, že do opravdové použitelnosti má tento způsob zatím poměrně daleko. Střetávají se tu mimo jiné dva protichůdné požadavky - jeden na co největší velikost panelů (čím rozsáhlejší plocha, tím více energie) a druhý na co nejmenší rozměry celého zařízení - kvůli mobilitě. Jistým řešením teoreticky mohou být solární panely ve formě fólií.
Firma Samsung také nedávno uvedla model NC-215, který je na svém vnějším krytu vybaven solárním článkem - o notebooku jsme blíže psali v této novince. Podle výrobce měly v tomto případě dvě hodiny slunečního světla zajistit až hodinu práce s tímto 10palcovým netbookem.
Kam se poděly palivové články
Dalším možným zdrojem energie pro notebooky, o kterém se hodně diskutovalo v médiích, jsou takzvané palivové články. První nesmělé kroky v oboru palivových článků přinesly i do našich končin společnosti HP a IBM, které před několika lety přinesly na trh první notebooky s podporou napájení alkoholovým článkem. Tehdy se jednalo o náhradu sekundární baterie, která měla mít - narozdíl od klasického bateriového článku - jednu nespornou výhodu - k dobíjení nepotřebovala elektřinu. Později se ale ukázalo, že tato výhoda si mnoho zákazníků nezíská. Dostupnost elektrolytické kapaliny je totiž doposud mizivá.
Nevýhodou lithium-iontových akumulátorů jsou jejich problémy s kapacitním vyvažováním, které se podílejí na postupné ztrátě jejich výdrže. Palivové články měly nabídnout větší flexibilitu a zároveň ekologičtější zdroj energie. Princip výroby elektřiny z vodíku a kyslíku, objevený už v 19.století, se vývojáři snaží použít pro napájení elektrických přístrojů už hezkou řádku let. Výrobci, jako například Fujitsu, slibovali pro notebook vybavený palivovými články výdrž až deset hodin.
Je zde jeden zásadní problém. Palivové články s dlouhou životností potřebují hlavně uživatelé, kteří hodně cestují. Obsahují totiž obsahují tekutiny, které vzhledem k přísným protiteroristickým pravidlům nesmějí do letadla, takže majitelé notebooků s těmito bateriemi budou muset cestovat vlakem nebo lodí. Buď se tedy změní pravidla letecké přepravy, nebo bude třeba nabízet pro profesionální notebooky oba typy akumulátorů - ten palivový pocestuje v zavazadlovém prostoru. Zda se vývoj v tomto směru pohne kupředu, a věčná otázka po dlouhodobém a bezproblémovém skladování energie bude konečně zodpovězena, je prozatím ve hvězdách.
