太陽光発電システム(ソーラー街路灯)は、太陽から得られたエネルギーを利用して使用するための信頼できるソリューションです。 そして、太陽エネルギーを日常生活で利用できる電池の化学エネルギーに変換する太陽電池は、このシステムに欠かせない要素です。

ソーラーバッテリーはディープサイクルバッテリーであり、ディープ放電に耐えることができます。つまり、ディープサイクルバッテリーはバッテリーの容量の大部分を放電することができます。 それらのいくつかは90%のDoDに達することができます。

DoDとは何ですか?

DoDについて説明する前に、まず別の関連用語であるバッテリー容量について説明します。

バッテリー容量とは何ですか?

バッテリー容量は、バッテリーが蓄えることができる総電気エネルギーであり、kWHで測定されます。

例えば:

バッテリーが家の中で500ワットの電力消費を合計60時間維持できる場合、その容量は0.5×60 = 30kWHになります。 その間、バッテリーは完全に充電された状態から完全に放電された状態になります。

現実の世界では、バッテリーを完全に放電すると、バッテリーの寿命と容量が不可逆的に失われる可能性があります。

その後、

DoDとは何ですか?それはバッテリーの寿命にどのように影響しますか?

一つずつ説明しましょう:

DoDとは何ですか?

DoDはDepthof Dischargeの略で、バッテリーの公称容量が100 kWhで、30時間で1kWを放電すると仮定して、バッテリーの放電深度を測定します。 そのDODは(30x 1)/ 100 = 30%になります。

30パーセントのDoD放電深度

30%の放電深度

過放電は充電式バッテリーに劇的な損傷を与える可能性があるため、最大DoDに関する具体的な要求はメーカーによって定義されています。

このデータは、オフグリッド太陽光発電システムを設計するときに非常に役立ちます。ソーラー充電コントローラーでLVD(低電圧切断)機能を設定して、によって確立された制限されたDoDに達する前にバッテリーを負荷から切断できます。メーカー。

オフグリッド太陽光発電システム

オフグリッド太陽光発電システム

浸水した鉛酸のDoDは通常50%ですが、リチウムイオンのDoDは最大80%に達する可能性があります。

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

しかしながら、

LiFePO4は、他のどのリチウムイオン電池よりも優れた性能を発揮し、最大90%に達することができます。また、高度な統合ソーラー街路灯はLiFePO4電池を採用しています。

他の一部のメーカーは、データをSOCとして説明している場合があります。

SOCとは何ですか?

SOCは、State ofDischargeの頭字語です。 放電深度と同様に、SOCはバッテリーの測定用語です。 実際、SOCはDODの正反対です。DODが100%であるのに対し、SOCは0%です。 DoDが40%の場合、SoCは60%です。

放電の深さvsサイクル寿命

DoDがバッテリーにとって重要なのはなぜですか?

バッテリーのサイクル寿命はバッテリーの寿命と同等です。 メーカーは通常、DoDの特定の値でサイクル寿命を宣言します。 たとえば、LiNCMは、サイクル寿命を1900 @ 80%DoDと宣言しています。

サイクルごとのDoDが大きいほど、使用可能なサイクル時間は短くなります。

DoDはバッテリーの平均寿命に直接影響することがわかります。この理論は、ほとんどの充電式バッテリー(リチウムイオン、鉛酸、ニッケル鉄)に当てはまります。

DoDとサイクルタイム

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

このグラフから、劇的な差異がわかります。バッテリーのサイクル寿命は、7000%DoDで最大10倍ですが、500%DoDではわずか100倍です。

放電深度に加えて、動作温度もバッテリー性能に大きな影響を与えます。

バッテリー容量と動作温度

バッテリーの充電と放電は内部の化学反応に依存しますが、バッテリーの化学反応は温度と大きな関係があります。

その化学反応性能はその温度で最も効率的であるため、その公称容量は暖かい27°C(80°F)で測定されます。

氷点下ではバッテリーが機能しない

氷点下では電池が効かない

低温は、バッテリー内の電解質の活性を低下させる可能性があります。 100°Cで27%の容量を提供するバッテリーは、通常、–40°Cで20%しか提供しません。

温度が高いほど性能はわずかに向上しますが、長時間さらされると電解質が蒸発し、永久的な容量の損失が発生します。

結論

オフグリッドソーラーシステムのバッテリーのサイズを決定するときは、DoDと動作温度が最も重要な要素であることを考慮する必要があります。

LVD(低電圧切断)機能を備えたソーラー充電コントローラーを使用して、バッテリーの寿命を保証するために、放電バッテリーがメーカーの推奨する制限されたDoDを超えないようにします。

バッテリーサイズは「大きいほど良い」わけではないため、動作温度が公称容量温度でない場合は、バッテリーサイズに対する温度補償を検討してください。