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Qual è la profondità di scarica (DoD), come influisce su una batteria?

//Qual è la profondità di scarica (DoD), come influisce su una batteria?

Qual è la profondità di scarica (DoD), come influisce su una batteria?

Qual è la profondità di scarica (DoD), come influisce su una batteria?

Un sistema di energia solare (illuminazione stradale solare) è una soluzione affidabile per sfruttare e utilizzare l'energia ottenuta dal sole. E una batteria solare è una parte indispensabile di questo sistema, in quanto converte l'energia solare in energia chimica della batteria, che possiamo utilizzare nella nostra vita quotidiana.

Le batterie solari lo sono batterie a ciclo profondo, che sono in grado di sopravvivere a scariche profonde, vale a dire le batterie a ciclo profondo consentono di scaricare gran parte della capacità di una batteria. Alcuni di essi possono raggiungere 90% DoD.

Cos'è il DoD?

Prima della spiegazione del DoD, passiamo prima a un altro termine pertinente, capacità della batteria.

Qual è la capacità della batteria?

La capacità della batteria è l'energia elettrica totale che una batteria può immagazzinare, misurata in kWH.

Per esempio:

Se la batteria è in grado di sostenere carichi di consumo di energia 500 in casa per un totale di ore 60, la sua capacità sarebbe 0.5 × 60 = 30kWH. Durante quel periodo, la batteria passa dalla carica completa allo stato di scarica completa.

Nel mondo reale, scaricare completamente una batteria potrebbe comportare una perdita irreversibile della sua durata e capacità. Abbiamo un altro articolo per spiegare perché questo danno potrebbe verificarsi:

https://enkonn-solar.com/solar-charge-controller/#34_Low_voltage_disconnect_LVD

Sopra è un esempio estremo di scarica eccessiva, 100% DoD (Depth of Discharge)

Poi,

che cos'è il DoD e in che modo influisce sulla durata della batteria?

Spieghiamo, uno per uno:

Cos'è il DoD?

DoD sta per Depth of Discharge, che misura la profondità di scarica di una batteria, supponendo che la batteria abbia una capacità nominale di 100 kWh, che scarica 30kW in 1 ora. Il suo DOD sarebbe (30x 1) / 100 = 30%.

30 percento Profondità di scarica DoD

30% di profondità di scarico

Poiché l'eccessiva scarica può danneggiare drammaticamente una batteria ricaricabile, dai produttori viene definita una richiesta concreta sul massimo DoD.

Questi dati sono molto utili per te quando stai progettando un sistema di energia solare off-grid - puoi impostare la funzione LVD (Low Voltage Disconnect) sul regolatore di carica solare per disconnettere la batteria dai carichi prima di raggiungere il DoD limitato, stabilito da il produttore.

sistema di energia solare off-grid

sistema di energia solare off-grid

L'acido di piombo allagato di solito ha 50% DoD, mentre gli ioni di litio possono raggiungere fino a 80% DoD.

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

Però,

LiFePO4 ha prestazioni migliori rispetto a qualsiasi altra batteria agli ioni di litio e può raggiungere fino a 90% e il nostro avanzato lampioni solari integrati hanno adottato la batteria LiFePO4.

Alcuni altri produttori potrebbero descrivere i dati come SOC.

Che cos'è SOC?

SOC è l'acronimo di State of Discharge. Proprio come la profondità di scarica, SOC è un termine di misurazione in batterie. In effetti, SOC è l'opposto diretto di DOD - mentre DOD è allo 100%, SOC è allo 0%; quando DoD è su 40%, SoC è su 60%.

Profondità di scarica vs durata del ciclo

Perché DoD è importante per la batteria?

Possiamo equiparare la durata del ciclo della batteria con la durata della batteria. I produttori dichiarano comunemente la durata del ciclo ad un certo valore di DoD; ad esempio, LiNCM dichiara che la durata del ciclo è 1900 @ 80% DoD.

Maggiore è il DoD ad ogni ciclo, minori saranno i tempi di ciclo disponibili.

Possiamo vedere che il DoD influenza direttamente l'aspettativa di vita di una batteria e questa teoria si applica alla maggior parte delle batterie ricaricabili: ioni di litio, piombo-acido o nichel-ferro.

DoD vs. tempi di ciclo

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

Da questo grafico, possiamo vedere una drammatica disparità: la durata della batteria è fino a 7000 volte a 10% DoD, mentre solo 500 volte a 100% DoD.

Oltre alla profondità di scarica, la temperatura di lavoro ha anche un grande impatto sulle prestazioni della batteria.

Capacità della batteria e temperatura di lavoro

La carica e la scarica di una batteria dipendono dalle reazioni chimiche all'interno, mentre la reazione chimica della batteria ha un ottimo rapporto con la temperatura.

La sua capacità nominale è misurata a 27 ° C caldo (80 ° F) poiché le sue prestazioni di reazione chimica sono più efficienti a quella temperatura.

una batteria non funziona in caso di gelo

Le batterie non funzionano con il gelo

Le basse temperature possono ridurre l'attività degli elettroliti in una batteria. Una batteria che fornisce la capacità 100% a 27 ° C in genere fornisce solo 40% a –20 ° C.

Sebbene temperature più alte o più calde migliorino leggermente le prestazioni, l'esposizione prolungata fa evaporare gli elettroliti e provoca la perdita permanente della capacità.

Conclusione

quando dimensionamento della batteria per un sistema solare fuori rete, dobbiamo considerare che il DoD e la temperatura di lavoro sono i fattori più importanti.

Utilizzare un regolatore di carica solare con funzione LVD (disconnessione a bassa tensione) per assicurarsi che la batteria scarica non superi il DoD limitato, consigliato dal produttore, in modo da garantire la durata della batteria.

Considera la compensazione della temperatura in base alla dimensione della batteria quando la temperatura di lavoro non è alla temperatura nominale della capacità, poiché la dimensione della batteria non è "maggiore è, meglio è".

Abbiamo un altro articolo che spiega perché ...

By | 2019-11-11T05:00:02+00:00 Novembre 11th, 2019|notizie aziendali| Commenti