Un sistema de energía solar (alumbrado público solar) es una solución confiable para aprovechar y utilizar la energía obtenida del sol. Y una batería solar es una parte indispensable de este sistema, ya que convierte la energía solar en energía química de la batería, que podemos utilizar en nuestra vida diaria.

Las baterías solares son baterías de ciclo profundo, que son capaces de sobrevivir a descargas profundas, es decir, las baterías de ciclo profundo permiten descargar una gran proporción de la capacidad de una batería. Algunos de ellos pueden alcanzar el 90% de DoD.

¿Qué es DoD?

Antes de la explicación de DoD, veamos primero otro término relevante, la capacidad de la batería.

¿Qué es la capacidad de la batería?

La capacidad de la batería es la energía eléctrica total que puede almacenar una batería, que se mide en kWH.

Por ejemplo:

Si la batería puede soportar cargas de 500 vatios de consumo de energía en su casa durante un total de 60 horas, entonces su capacidad sería 0.5 × 60 = 30kWH. Durante ese período, la batería pasa de estar completamente cargada a un estado de completamente descargada.

En el mundo real, descargar completamente una batería podría resultar en una pérdida irreversible de su vida útil y capacidad.

Entonces,

¿Qué es DoD y cómo afecta la vida útil de una batería?

Expliquemos, uno por uno:

¿Qué es DoD?

DoD significa profundidad de descarga, que mide qué tan profundamente descargada está una batería, asumiendo que la batería tiene una capacidad nominal de 100 kWh, que descarga 30kW en 1 hora. Su DOD sería (30x 1) / 100 = 30%.

30 por ciento de profundidad de descarga DoD

30% de profundidad de descarga

Dado que la descarga excesiva puede dañar drásticamente una batería recargable, los fabricantes definen una solicitud concreta sobre el DoD máximo.

Estos datos son muy útiles para usted cuando está diseñando un sistema de energía solar fuera de la red; puede configurar la función LVD (Desconexión por bajo voltaje) en el controlador de carga solar para desconectar la batería de las cargas antes de alcanzar el DoD limitado, establecido por el fabricante.

sistema de energía solar fuera de la red

sistema de energía solar fuera de la red

El plomo-ácido inundado generalmente tiene un 50% de DoD, mientras que los iones de litio pueden alcanzar hasta un 80% de DoD.

Fuente: https://www.batterypoweronline.com/wp-content/uploads/2012/07/Lead-acid-white-paper.pdf

Sin embargo,

LiFePO4 funciona mejor que cualquier otra batería de iones de litio y puede alcanzar hasta el 90%, y nuestras avanzadas farolas solares integradas han adoptado la batería LiFePO4.

Algunos otros fabricantes pueden describir los datos como SOC.

¿Qué es SOC?

SOC es el acrónimo del estado de descarga. Al igual que la profundidad de descarga, SOC es un término de medición en baterías. De hecho, SOC es el opuesto directo de DOD - mientras que DOD está al 100%, SOC está al 0%; cuando DoD está al 40%, SoC está al 60%.

Profundidad de descarga frente a ciclo de vida

¿Por qué el DoD es importante para la batería?

Podemos equiparar la vida útil del ciclo de la batería con la vida útil de la batería. Los fabricantes comúnmente declaran el ciclo de vida a un cierto valor de DoD; por ejemplo, LiNCM declara que el ciclo de vida es 1900 @ 80% DoD.

Cuanto mayor sea el DoD en cada ciclo, menores serán los tiempos de ciclo disponibles.

Podemos ver que el DoD afecta directamente la esperanza de vida de una batería, y esta teoría se aplica a la mayoría de las baterías recargables: iones de litio, plomo-ácido o níquel-hierro.

DoD frente a tiempos de ciclo

Fuente:https://usbattery.com/wp-content/uploads/2014/05/usb-expected-life-cycle.pdf

En este gráfico, podemos ver una disparidad dramática: el ciclo de vida de la batería es de hasta 7000 veces al 10% DoD, mientras que solo 500 veces al 100% DoD.

Además de la profundidad de descarga, la temperatura de trabajo también tiene un gran impacto en el rendimiento de la batería.

Capacidad de la batería y temperatura de trabajo

La carga y descarga de una batería dependen de reacciones químicas en su interior, mientras que la reacción química de la batería tiene una gran relación con la temperatura.

Su capacidad nominal se mide a una temperatura cálida de 27 ° C (80 ° F) ya que su desempeño de reacción química es más eficiente a esa temperatura.

una batería no funciona en un clima helado

Las baterías no funcionan en climas gélidos

Las bajas temperaturas pueden reducir la actividad de los electrolitos en una batería. Una batería que proporciona el 100% de su capacidad a 27 ° C normalmente entregará solo el 40% a –20 ° C.

Aunque una temperatura más cálida o más alta mejora ligeramente el rendimiento, la exposición prolongada evaporará los electrolitos y dará como resultado una pérdida permanente de capacidad.

Conclusión

Al dimensionar la batería para un sistema solar fuera de la red, debemos tener en cuenta que el DoD y la temperatura de trabajo son los factores más importantes.

Utilice un controlador de carga solar con función LVD (desconexión por bajo voltaje) para asegurarse de que la batería descargada no exceda el DoD limitado, que es recomendado por el fabricante, a fin de garantizar la vida útil de la batería.

Considere la compensación de temperatura al tamaño de la batería cuando la temperatura de trabajo no esté a la temperatura de capacidad nominal, ya que el tamaño de la batería no es "cuanto más grande, mejor".