Um sistema de energia solar (iluminação de rua solar) é uma solução confiável para aproveitar e usar a energia obtida do sol. E uma bateria solar é uma parte indispensável deste sistema, pois converte a energia solar em energia química da bateria, que podemos utilizar em nossa vida diária.

As baterias solares são baterias de ciclo profundo, que são capazes de sobreviver a descargas profundas, ou seja, baterias de ciclo profundo permitem descarregar grande parte da capacidade de uma bateria. Alguns deles podem chegar a 90% DoD.

O que é DoD?

Antes da explicação do DoD, vamos primeiro examinar outro termo relevante, capacidade da bateria.

O que é a capacidade da bateria?

A capacidade da bateria é a energia elétrica total que uma bateria pode armazenar, medida em kWH.

Por exemplo:

Se a bateria puder sustentar cargas de 500 watts de consumo de energia em sua casa por um total de 60 horas, então sua capacidade seria 0.5 × 60 = 30 kWH. Durante esse período, a bateria passa de totalmente carregada a totalmente descarregada.

No mundo real, descarregar completamente uma bateria pode resultar em perda irreversível de sua vida útil e capacidade.

Em seguida,

o que é DoD e como isso afeta a vida útil de uma bateria?

Vamos explicar, um por um:

O que é DoD?

DoD significa Depth of Discharge, que mede o quão profundamente descarregada uma bateria está, assumindo que a bateria tenha uma capacidade nominal de 100 kWh, que descarrega 30kW em 1 hora. Seu DOD seria (30x 1) / 100 = 30%.

30 por cento de profundidade DoD de descarga

30% de profundidade de descarga

Uma vez que a descarga excessiva pode danificar drasticamente uma bateria recarregável, uma solicitação concreta de DoD máximo é definida pelos fabricantes.

Estes dados são muito úteis para você quando está projetando um sistema de energia solar fora da rede - você pode configurar a função LVD (Desconexão de Baixa Tensão) no controlador de carregamento solar para desconectar a bateria das cargas antes de atingir o DoD limitado, estabelecido por O manufatureiro.

sistema de energia solar fora da rede

sistema de energia solar fora da rede

O chumbo-ácido inundado geralmente tem 50% de DoD, enquanto o íon de lítio pode atingir até 80% de DoD.

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

Contudo,

LiFePO4 tem um desempenho melhor do que qualquer outra bateria de íon de lítio e pode atingir até 90%, e nossas luzes de rua solares integradas avançadas adotaram a bateria LiFePO4.

Alguns outros fabricantes podem descrever os dados como SOC.

O que é SOC?

SOC é a sigla para o estado de descarga. Assim como a profundidade da descarga, SOC é um termo de medição em baterias. Na verdade, SOC é o oposto direto de DOD - enquanto DOD está em 100%, SOC está em 0%; quando DoD está em 40%, SoC está em 60%.

Profundidade de descarga vs ciclo de vida

Por que o DoD é importante para a bateria?

Podemos igualar a vida útil do ciclo da bateria com a vida útil da bateria. Os fabricantes geralmente declaram o ciclo de vida com um certo valor de DoD; por exemplo, LiNCM declara que o ciclo de vida é 1900 @ 80% DoD.

Quanto maior o DoD a cada ciclo, menores serão os tempos de ciclo disponíveis.

Podemos ver que o DoD afeta a expectativa de vida de uma bateria diretamente, e essa teoria se aplica à maioria das baterias recarregáveis: íon-lítio, ácido-chumbo ou ferro-níquel.

Tempos de DoD vs. Ciclo

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

A partir deste gráfico, podemos ver uma disparidade dramática: o ciclo de vida da bateria é de até 7000 vezes com 10% DoD, enquanto apenas 500 vezes com 100% DoD.

Além da profundidade de descarga, a temperatura de trabalho também tem um grande impacto no desempenho da bateria.

Capacidade da bateria e temperatura de trabalho

A carga e descarga de uma bateria dependem de reações químicas internas, enquanto a reação química da bateria tem uma ótima relação com a temperatura.

Sua capacidade nominal é medida em 27 ° C (80 ° F) quentes, pois o desempenho da reação química é mais eficiente nessa temperatura.

uma bateria não funciona em climas congelantes

As baterias não funcionam em climas congelantes

Baixas temperaturas podem reduzir a atividade dos eletrólitos em uma bateria. Uma bateria que fornece 100% da capacidade a 27 ° C normalmente fornecerá apenas 40% a –20 ° C.

Embora uma temperatura mais alta ou mais quente melhore ligeiramente o desempenho, a exposição prolongada evapora os eletrólitos e resulta na perda permanente de capacidade.

Conclusão

Ao dimensionar a bateria para um sistema solar não conectado à rede, precisamos considerar que o DoD e a temperatura de trabalho são os fatores mais importantes.

Use um controlador de carregamento solar com função LVD (desconexão de baixa tensão) para garantir que a bateria descarregada não exceda o DoD limitado, que é recomendado pelo fabricante, de modo a garantir a vida útil da bateria.

Considere a compensação de temperatura para o tamanho da bateria quando a temperatura de trabalho não estiver na temperatura de capacidade nominal, uma vez que o tamanho da bateria não é “quanto maior, melhor”.