Что такое глубина разряда (DoD) и как это влияет на аккумулятор?

Солнечная энергетическая установка (солнечное уличное освещение) - это надежное решение, позволяющее использовать энергию, полученную от солнца. И солнечная батарея является неотъемлемой частью этой системы, поскольку она преобразует солнечную энергию в химическую энергию батареи, которую мы можем использовать в нашей повседневной жизни.

Солнечные батареи - это батареи глубокого цикла, которые способны выдерживать глубокие разряды, а именно батареи глубокого цикла позволяют разряжать большую часть емкости батареи. Некоторые из них могут достигать 90% DoD.

Что такое DoD?

Прежде чем объяснять DoD, давайте сначала рассмотрим другой соответствующий термин, емкость батареи.

Что такое емкость аккумулятора?

Емкость аккумулятора - это общая электрическая энергия, которую может хранить аккумулятор, которая измеряется в кВтч.

Например:

Если аккумулятор может выдерживать нагрузку 500 Вт в вашем доме в течение 60 часов, то его емкость будет 0.5 × 60 = 30 кВтч. В течение этого периода аккумулятор переходит из полностью заряженного в полностью разряженное состояние.

В реальном мире полная разрядка аккумулятора может привести к необратимым потерям срока службы и емкости.

Тогда,

что такое DoD и как это влияет на срок службы батареи?

Объясним по порядку:

Что такое DoD?

DoD означает Глубина разряда, которая измеряет, насколько глубоко разряжена батарея, при условии, что батарея имеет номинальную емкость 100 кВтч, которая разряжает 30 кВт за 1 час. Его DOD будет (30x 1) / 100 = 30%.

Поскольку чрезмерная разрядка может серьезно повредить аккумуляторную батарею, производители определяют конкретные требования к максимальной DoD.

Эти данные очень полезны для вас, когда вы проектируете автономную солнечную энергетическую систему - вы можете настроить функцию LVD (отключение низкого напряжения) на контроллере заряда солнечной батареи, чтобы отключать батарею от нагрузки до достижения ограниченного DoD, установленного производитель.

Свинцово-кислотный раствор обычно имеет 50% DoD, а литий-ионный может достигать 80% DoD.

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

Однако,

LiFePO4 работает лучше, чем любой другой литий-ионный аккумулятор, и может достигать 90%, а наши усовершенствованные встроенные солнечные уличные фонари используют аккумулятор LiFePO4.

Некоторые другие производители могут описывать данные как SOC.

Что такое SOC?

SOC - это аббревиатура от State of Discharge. Как и глубина разряда, SOC является измерением в батареях. Фактически, SOC является прямой противоположностью DOD - в то время как DOD составляет 100%, SOC находится на уровне 0%; когда DoD составляет 40%, SoC находится на уровне 60%.

Глубина разряда в зависимости от срока службы

Почему Министерству обороны важна батарея?

Мы можем приравнять срок службы батареи к сроку службы батареи. Производители обычно объявляют жизненный цикл на определенном значении DoD; например, LiNCM заявляет, что срок службы составляет 1900 при 80% DoD.

Чем больше DoD в каждом цикле, тем меньше будет доступное время цикла.

Мы видим, что DoD напрямую влияет на продолжительность жизни батареи, и эта теория применима к большинству аккумуляторных батарей: литий-ионных, свинцово-кислотных или никель-железных.

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

На этом графике мы видим резкое несоответствие: срок службы батареи составляет до 7000 раз при 10% -ной степени защиты и только 500 раз при 100% -ной степени защиты.

Помимо глубины разряда, рабочая температура также оказывает большое влияние на производительность аккумулятора.

Емкость аккумулятора и рабочая температура

Заряд и разряд батареи зависят от химических реакций внутри, в то время как химическая реакция батареи имеет большую зависимость от температуры.

Его номинальная емкость измеряется при температуре 27 ° C (80 ° F), поскольку его химические реакции наиболее эффективны при этой температуре.

Низкие температуры могут снизить активность электролитов в батарее. Батарея, которая обеспечивает 100% емкости при 27 ° C, обычно обеспечивает только 40% емкости при –20 ° C.

Хотя более высокая или более высокая температура немного улучшает характеристики, продолжительное воздействие приведет к испарению электролитов и необратимой потере емкости.

Заключение

При выборе размера батареи для автономной солнечной системы мы должны учитывать, что DoD и рабочая температура являются наиболее важными факторами.

Используйте контроллер заряда от солнечной батареи с функцией LVD (отключение при низком напряжении), чтобы гарантировать, что разряжающийся аккумулятор не превышает ограничение DoD, рекомендованное производителем, чтобы гарантировать срок службы батареи.

Подумайте о температурной компенсации размера вашей батареи, когда рабочая температура не соответствует температуре номинальной емкости, поскольку размер батареи не «чем больше, тем лучше».