System energii słonecznej (słoneczne oświetlenie uliczne) to niezawodny sposób na wykorzystanie i wykorzystanie energii słonecznej. A bateria słoneczna jest nieodzowną częścią tego systemu, ponieważ przekształca energię słoneczną w energię chemiczną baterii, którą możemy wykorzystać w naszym codziennym życiu.

Baterie słoneczne to baterie o głębokim cyklu, które są w stanie przetrwać głębokie wyładowania, a mianowicie baterie o głębokim cyklu pozwalają na rozładowanie dużej części pojemności baterii. Niektóre z nich mogą osiągnąć 90% DoD.

Co to jest DoD?

Zanim wyjaśnimy DoD, przejdźmy najpierw do innego odpowiedniego terminu, pojemności baterii.

Jaka jest pojemność baterii?

Pojemność akumulatora to całkowita energia elektryczna, jaką akumulator może przechowywać, mierzona w kWH.

Na przykład:

Jeśli bateria jest w stanie wytrzymać 500-watowe obciążenie poboru mocy w Twoim domu łącznie przez 60 godzin, jej pojemność wyniosłaby 0.5 × 60 = 30 kWH. W tym czasie akumulator przechodzi od pełnego naładowania do stanu całkowitego rozładowania.

W prawdziwym świecie całkowite rozładowanie baterii może spowodować nieodwracalną utratę jej żywotności i pojemności.

Następnie,

co to jest DoD i jak wpływa na żywotność baterii?

Wyjaśnijmy, jeden po drugim:

Co to jest DoD?

DoD oznacza głębokość rozładowania, która mierzy, jak głęboko rozładowany jest akumulator, przy założeniu, że akumulator ma nominalną pojemność 100 kWh, który rozładowuje 30 kW w ciągu 1 godziny. Jego DOD to (30x 1) / 100 = 30%.

30 procent głębokości rozładowania DoD

30% głębokości rozładowania

Ponieważ nadmierne rozładowanie może radykalnie uszkodzić akumulator, producenci określają konkretne żądanie dotyczące maksymalnego DoD.

Te dane są bardzo przydatne podczas projektowania systemu zasilania energią słoneczną poza siecią - możesz ustawić funkcję LVD (odłączanie niskiego napięcia) na kontrolerze ładowania słonecznego, aby odłączyć akumulator od obciążeń przed osiągnięciem ograniczonego DoD, ustanowionego przez wytwórca.

system energii słonecznej poza siecią

system energii słonecznej poza siecią

Zalany kwas ołowiowy ma zwykle 50% DoD, podczas gdy litowo-jonowy może osiągnąć nawet 80% DoD.

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

Jednakże,

LiFePO4 działa lepiej niż jakikolwiek inny akumulator litowo-jonowy i może osiągnąć nawet 90%, a nasze zaawansowane zintegrowane słoneczne światła uliczne przyjęły akumulator LiFePO4.

Niektórzy inni producenci mogą opisywać dane jako SOC.

Co to jest SOC?

SOC to akronim określający stan absolutorium. Podobnie jak głębokość rozładowania, SOC jest terminem pomiaru w bateriach. W rzeczywistości SOC jest bezpośrednim przeciwieństwem DOD - podczas gdy DOD wynosi 100%, SOC wynosi 0%; gdy DoD wynosi 40%, SoC wynosi 60%.

Głębokość rozładowania a cykl życia

Dlaczego DoD jest ważne dla baterii?

Możemy zrównać żywotność baterii z żywotnością baterii. Producenci zwykle deklarują żywotność cyklu przy określonej wartości DoD; na przykład LiNCM deklaruje żywotność cyklu na 1900 przy 80% DoD.

Im większy DoD w każdym cyklu, tym krótsze będą dostępne czasy cykli.

Widzimy, że DoD wpływa bezpośrednio na oczekiwaną żywotność baterii, a teoria ta odnosi się do większości akumulatorów: litowo-jonowych, kwasowo-ołowiowych lub niklowo-żelazowych.

DoD a czasy cykli

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

Na tym wykresie widzimy dramatyczną rozbieżność: żywotność baterii wynosi do 7000 razy przy 10% DoD, a tylko 500 razy przy 100% DoD.

Oprócz głębokości rozładowania duży wpływ na wydajność baterii ma również temperatura pracy.

Pojemność baterii i temperatura pracy

Ładowanie i rozładowywanie baterii zależy od reakcji chemicznych wewnątrz, podczas gdy reakcja chemiczna baterii ma duży związek z temperaturą.

Jego nominalną pojemność mierzy się w ciepłym 27 ° C (80 ° F), ponieważ jego reakcja chemiczna jest najbardziej wydajna w tej temperaturze.

bateria nie działa w mroźne dni

Baterie nie działają w niskich temperaturach

Niskie temperatury mogą zmniejszyć aktywność elektrolitów w akumulatorze. Akumulator zapewniający 100% pojemności przy 27 ° C zwykle zapewnia tylko 40% przy –20 ° C.

Chociaż cieplejsza lub wyższa temperatura nieznacznie poprawia wydajność, przedłużona ekspozycja spowoduje odparowanie elektrolitów i spowoduje trwałą utratę wydajności.

Wnioski

Przy doborze baterii do systemu solarnego poza siecią, musimy wziąć pod uwagę, że DoD i temperatura pracy są najważniejszymi czynnikami.

Użyj kontrolera ładowania słonecznego z funkcją LVD (odłączanie niskiego napięcia), aby zapewnić, że rozładowywana bateria nie przekroczy limitu DoD, który jest zalecany przez producenta, aby zagwarantować żywotność baterii.

Rozważ kompensację temperatury do rozmiaru baterii, gdy temperatura robocza nie jest równa nominalnej temperaturze pojemności, ponieważ rozmiar baterii nie jest „im większy, tym lepszy”.