Hệ thống điện mặt trời (đèn đường năng lượng mặt trời) là một giải pháp đáng tin cậy để khai thác và sử dụng năng lượng thu được từ mặt trời. Và pin năng lượng mặt trời là một phần không thể thiếu của hệ thống này, vì nó chuyển đổi quang năng thành năng lượng hóa học của pin, chúng ta có thể sử dụng trong cuộc sống hàng ngày.

Pin năng lượng mặt trời là loại pin chu kỳ sâu, có khả năng tồn tại khi phóng điện sâu, cụ thể là, pin chu kỳ sâu cho phép xả một lượng lớn dung lượng của pin. Một số trong số chúng có thể đạt 90% DoD.

DoD là gì?

Trước khi giải thích về DoD, trước tiên chúng ta hãy xem xét một thuật ngữ liên quan khác, dung lượng pin.

Dung lượng pin là gì?

Dung lượng pin là tổng năng lượng điện mà pin có thể lưu trữ, được đo bằng kWH.

Ví dụ:

Nếu pin có thể duy trì mức tiêu thụ điện 500 watt trong ngôi nhà của bạn trong tổng cộng 60 giờ, thì công suất của nó sẽ là 0.5 × 60 = 30kWH. Trong khoảng thời gian đó, pin chuyển từ trạng thái được sạc đầy sang trạng thái xả hoàn toàn.

Trong thế giới thực, việc xả hết pin hoàn toàn có thể dẫn đến việc giảm tuổi thọ và dung lượng của nó.

Sau đó,

DoD là gì và nó ảnh hưởng như thế nào đến tuổi thọ của pin?

Hãy giải thích từng cái một:

DoD là gì?

DoD là viết tắt của Depth of Discharge, đo mức độ xả sâu của pin, giả sử pin có dung lượng danh định là 100 kWh, sẽ xả 30kW trong 1 giờ. DOD của nó sẽ là (30x 1) / 100 = 30%.

Độ sâu xả 30 phần trăm DoD

30% mức xả

Vì xả quá mức có thể làm hỏng đáng kể pin sạc lại được, các nhà sản xuất phải xác định một yêu cầu cụ thể về DoD tối đa.

Dữ liệu này rất hữu ích cho bạn khi bạn đang thiết kế hệ thống điện mặt trời không nối lưới - bạn có thể thiết lập chức năng LVD (Ngắt kết nối điện áp thấp) trên bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời để ngắt kết nối pin khỏi các tải trước khi đạt đến DoD giới hạn, được thiết lập bởi nhà sản xuất.

hệ thống điện mặt trời không nối lưới

hệ thống điện mặt trời không nối lưới

Axit-chì bị ngập thường có 50% DoD, trong khi lithium-ion có thể lên tới 80% DoD.

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

Tuy vậy,

LiFePO4 hoạt động tốt hơn bất kỳ loại pin lithium-ion nào khác và có thể đạt tới 90% và đèn đường năng lượng mặt trời tích hợp tiên tiến của chúng tôi đã sử dụng pin LiFePO4.

Một số nhà sản xuất khác có thể mô tả dữ liệu là SOC.

SOC là gì?

SOC là từ viết tắt của State of Discharge. Cũng giống như độ sâu phóng điện, SOC là một thuật ngữ đo lường trong pin. Trên thực tế, SOC hoàn toàn trái ngược với DOD - trong khi DOD ở mức 100%, SOC ở mức 0%; khi DoD ở mức 40%, SoC ở mức 60%.

Độ sâu của Xả so với Vòng đời

Tại sao DoD lại quan trọng đối với pin?

Chúng ta có thể đánh đồng tuổi thọ chu kỳ pin với tuổi thọ của pin. Các nhà sản xuất thường tuyên bố vòng đời của chu kỳ ở một giá trị DoD nhất định; ví dụ: LiNCM tuyên bố vòng đời chu kỳ là 1900 @ 80% DoD.

DoD càng lớn mỗi chu kỳ, thời gian chu kỳ khả dụng sẽ càng nhỏ.

Chúng ta có thể thấy rằng DoD ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của pin và lý thuyết này áp dụng cho hầu hết các loại pin có thể sạc lại: lithium-ion, chì-axit hoặc niken-sắt.

DoD so với chu kỳ thời gian

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

Từ biểu đồ này, chúng ta có thể thấy một sự chênh lệch đáng kể: tuổi thọ chu kỳ của pin lên tới 7000 lần ở 10% DoD, trong khi chỉ 500 lần ở 100% DoD.

Bên cạnh độ sâu xả, nhiệt độ làm việc cũng có tác động lớn đến hiệu suất của pin.

Dung lượng pin và nhiệt độ làm việc

Việc sạc và xả pin phụ thuộc vào các phản ứng hóa học bên trong, trong khi phản ứng hóa học của pin có mối quan hệ lớn với nhiệt độ.

Công suất danh nghĩa của nó được đo ở nhiệt độ 27 ° C (80 ° F) ấm vì hiệu suất phản ứng hóa học của nó là hiệu quả nhất ở nhiệt độ đó.

pin không hoạt động trong thời tiết lạnh giá

Pin không hoạt động trong thời tiết lạnh giá

Nhiệt độ thấp có thể làm giảm hoạt động của các chất điện phân trong pin. Pin cung cấp 100% dung lượng ở 27 ° C thường sẽ chỉ cung cấp 40% ở –20 ° C.

Mặc dù nhiệt độ ấm hơn hoặc cao hơn cải thiện một chút hiệu suất, nhưng tiếp xúc lâu sẽ làm bay hơi các chất điện giải và dẫn đến mất công suất vĩnh viễn.

Kết luận

Khi xác định kích thước pin cho hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới, chúng ta cần cân nhắc rằng DoD và nhiệt độ làm việc là những yếu tố quan trọng nhất.

Sử dụng bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời có chức năng LVD (ngắt kết nối điện áp thấp) để đảm bảo rằng pin xả không vượt quá DoD giới hạn mà nhà sản xuất khuyến cáo, để đảm bảo tuổi thọ của pin.

Cân nhắc việc bù nhiệt độ cho kích thước pin của bạn khi nhiệt độ làm việc không ở nhiệt độ dung lượng danh định, vì kích thước pin không phải “càng lớn càng tốt”.