ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ (ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์) เป็นวิธีการที่เชื่อถือได้ในการควบคุมและใช้พลังงานที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ และแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ของระบบนี้เนื่องจากจะแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมีจากแบตเตอรี่ซึ่งเราสามารถใช้ในชีวิตประจำวันของเราได้

แบตเตอรี่โซลาร์เซลล์เป็นแบตเตอรี่แบบรอบลึกซึ่งมีความสามารถในการปล่อยประจุไฟฟ้าได้ลึกกล่าวคือแบตเตอรี่แบบวงจรลึกช่วยให้สามารถระบายความจุของแบตเตอรี่ได้ในสัดส่วนที่มาก บางคนทำได้ถึง 90% DoD

DoD คืออะไร?

ก่อนที่จะอธิบาย DoD ก่อนอื่นเรามาดูคำอื่นที่เกี่ยวข้องความจุของแบตเตอรี่

ความจุแบตเตอรี่คืออะไร?

ความจุของแบตเตอรี่คือพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดที่แบตเตอรี่สามารถเก็บได้ซึ่งมีหน่วยวัดเป็นกิโลวัตต์ต่อชั่วโมง

ตัวอย่างเช่น:

หากแบตเตอรี่สามารถรองรับการใช้พลังงานได้ 500 วัตต์ในบ้านของคุณเป็นเวลารวม 60 ชั่วโมงความจุของแบตเตอรี่จะเท่ากับ 0.5 × 60 = 30kWH ในช่วงเวลาดังกล่าวแบตเตอรี่จะเปลี่ยนจากการชาร์จเต็มไปสู่สถานะของการชาร์จไฟจนหมด

ในโลกแห่งความเป็นจริงการคายประจุแบตเตอรี่จนหมดอาจทำให้อายุการใช้งานและความจุสูญเสียไปอย่างไม่สามารถย้อนกลับได้

จากนั้น

DoD คืออะไรและมีผลต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่อย่างไร?

มาอธิบายทีละคน:

DoD คืออะไร?

DoD ย่อมาจาก Depth of Discharge ซึ่งจะวัดว่าแบตเตอรี่มีการคายประจุมากเพียงใดโดยสมมติว่าแบตเตอรี่มีความจุเล็กน้อย 100 กิโลวัตต์ชั่วโมงซึ่งจะปล่อยพลังงาน 30kW ใน 1 ชั่วโมง DOD จะเป็น (30x 1) / 100 = 30%

ความลึกของการปล่อย DoD 30 เปอร์เซ็นต์

ความลึกของการปล่อย 30%

เนื่องจากการคายประจุมากเกินไปอาจทำให้แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟเสียหายได้อย่างมากผู้ผลิตจึงกำหนดคำขอที่เป็นรูปธรรมเกี่ยวกับ DoD สูงสุด

ข้อมูลนี้มีประโยชน์มากสำหรับคุณเมื่อคุณออกแบบระบบพลังงานแสงอาทิตย์นอกตาราง - คุณสามารถตั้งค่าฟังก์ชัน LVD (ตัดการเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าต่ำ) บนตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อถอดแบตเตอรี่ออกจากโหลดก่อนที่จะถึง DoD ที่ จำกัด ซึ่งกำหนดโดย ผู้ผลิต

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์นอกตาราง

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์นอกตาราง

กรดตะกั่วที่ถูกน้ำท่วมมักจะมี DoD 50% ในขณะที่ลิเธียมไอออนสามารถเข้าถึง DoD ได้มากถึง 80%

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

อย่างไรก็ตาม

LiFePO4 ทำงานได้ดีกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอื่น ๆ และสามารถเข้าถึงได้ถึง 90% และไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ในตัวขั้นสูงของเราได้ใช้แบตเตอรี่ LiFePO4

ผู้ผลิตรายอื่นบางรายอาจอธิบายข้อมูลเป็น SOC

SOC คืออะไร?

SOC เป็นคำย่อของ State of Discharge เช่นเดียวกับความลึกของการคายประจุ SOC คือระยะการวัดในแบตเตอรี่ ในความเป็นจริง SOC ตรงข้ามกับ DOD - ในขณะที่ DOD อยู่ที่ 100% SOC อยู่ที่ 0% เมื่อ DoD อยู่ที่ 40% SoC จะอยู่ที่ 60%

ความลึกของการปล่อยเทียบกับวงจรชีวิต

ทำไม DoD จึงมีความสำคัญต่อแบตเตอรี่?

อายุการใช้งานแบตเตอรี่เท่ากับอายุการใช้งานแบตเตอรี่ ผู้ผลิตมักจะประกาศอายุการใช้งานของวงจรด้วยค่า DoD ที่แน่นอน ตัวอย่างเช่น LiNCM ประกาศอายุการใช้งานเป็น 1900 @ 80% DoD

ยิ่ง DoD มีขนาดใหญ่ขึ้นทุกรอบเวลาของรอบที่มีก็จะน้อยลง

เราจะเห็นว่า DoD ส่งผลต่ออายุขัยของแบตเตอรี่โดยตรงและทฤษฎีนี้ใช้ได้กับแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ส่วนใหญ่: ลิเธียมไอออนกรดตะกั่วหรือนิกเกิล - เหล็ก

DoD เทียบกับรอบเวลา

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

จากกราฟนี้เราสามารถเห็นความแตกต่างอย่างมาก: อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สูงถึง 7000 ครั้งที่ DoD 10% ในขณะที่มีเพียง 500 ครั้งที่ DoD 100%

นอกจาก Depth of Discharge แล้วอุณหภูมิในการทำงานยังมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่

ความจุแบตเตอรี่และอุณหภูมิในการทำงาน

การชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาทางเคมีภายในในขณะที่ปฏิกิริยาทางเคมีของแบตเตอรี่มีความสัมพันธ์อย่างมากกับอุณหภูมิ

ความจุปกติวัดได้ที่อุณหภูมิอุ่น 27 ° C (80 ° F) เนื่องจากประสิทธิภาพในการทำปฏิกิริยาเคมีมีประสิทธิภาพสูงสุดที่อุณหภูมินั้น

แบตเตอรี่ไม่ทำงานในสภาพอากาศหนาวจัด

แบตเตอรี่ไม่ทำงานในสภาพอากาศหนาวจัด

อุณหภูมิต่ำสามารถลดการทำงานของอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ได้ แบตเตอรี่ที่ให้ความจุ 100% ที่ 27 ° C โดยทั่วไปจะให้พลังงานเพียง 40% ที่ –20 ° C

แม้ว่าอุณหภูมิที่อุ่นขึ้นหรือสูงขึ้นจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเล็กน้อย แต่การได้รับสารเป็นเวลานานจะทำให้อิเล็กโทรไลต์ระเหยและส่งผลให้สูญเสียความสามารถอย่างถาวร

สรุป

เมื่อปรับขนาดแบตเตอรี่สำหรับระบบสุริยะนอกกริดเราต้องพิจารณาว่า DoD และอุณหภูมิในการทำงานเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุด

ใช้ตัวควบคุมการประจุพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีฟังก์ชั่น LVD (การตัดการเชื่อมต่อด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำ) เพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ที่คายประจุไม่เกิน DoD ที่ จำกัด ซึ่งแนะนำโดยผู้ผลิตเพื่อรับประกันอายุการใช้งานแบตเตอรี่

พิจารณาการชดเชยอุณหภูมิตามขนาดแบตเตอรี่ของคุณเมื่ออุณหภูมิในการทำงานไม่ได้อยู่ที่อุณหภูมิความจุเล็กน้อยเนื่องจากขนาดของแบตเตอรี่ไม่ใช่“ ยิ่งใหญ่ยิ่งดี”