Baterías de luz solar en clima frío
-- límites de carga
Baterías de luz solar en clima frío: límites de carga
comparison La descarga no es lo que rompe el frío. carga es. Una vida saludable PO4 El paquete (fosfato de hierro y litio) aún proporciona corriente útil a-10 °C, con capacidad reducida. El mismo paquete a-10 °C no debe cargarse en absoluto: Por debajo de 0 ° C, su capacidad para aceptar carga disminuye drásticamente. y forzando la corriente en una placa de celda congelada de litio metálico sobre la superficie del ánodo.Ese revestimiento es permanente: cuesta capacidad, aumenta la resistencia interna, Cada decisión de clima frío que tomamos se deriva de esta asimetría, por lo que vale la pena decirlo antes que cualquier otra cosa.
Lo que el frío hace a cada química
Las baterías de LiFePO4 son la química estándar en nuestras unidades comerciales debido a su densidad de energía, larga vida útil y estabilidad térmica en comparación con otras familias de litio.
El gel de plomo-ácido-un diseño sellado de plomo-ácido con el electrolito inmovilizado en un gel-sigue siendo una opción económica, y se degrada en frío de manera diferente: la eficiencia de descarga disminuye a medida que bajan las temperaturas, y también se niega a una carga adecuada cuando hace mucho frío.
El Charging Cliff, en números
- Por encima de 0 ° C: ambas sustancias químicas se cargan normalmente con la configuración de voltaje correcta.
- Por debajo de 0 ° C: La aceptación de carga de LiFePO4 se ve muy disminuida. La batería tomará algo de corriente, pero cada ciclo a esta temperatura intercambia una porción de capacidad a largo plazo por la carga de esta noche.
- A-10 °C o menos: Se debe evitar la carga por completo.
El mecanismo es importante porque explica por qué el daño es silencioso.El litio plateado no dispara un fusible ni muestra un código de falla; aparece meses después como un paquete que alcanza el voltaje completo antes de tiempo y se derrumba bajo carga.La falla parece una batería mala y en realidad es un historial de carga en frío.
Los paquetes modernos de LiFePO4 se envían con un sistema de gestión de baterías (BMS) que bloquea la carga por debajo de una temperatura establecida. En climas fríos, use dichos paquetes o agregue regulación térmica. Un corte de BMS es el componente de mayor valor en una instalación de invierno.
Un invierno ilustrativo de Minnesota.
Considere un sistema en un lugar como Minnesota, donde las temperaturas invernales caen regularmente por debajo de-10 ° C. Este es un escenario, no un registro de proyecto: lo usamos para mostrar las dos químicas una al lado de la otra.
- Gel de plomo - ácido : funciona razonablemente en verano y otoño.En invierno , la eficiencia de descarga disminuye . Los paneles aún pueden generar en un día despejado , pero la batería no puede aceptar la carga correctamente , por lo que necesita una carcasa con temperatura controlada o debe desconectarse del circuito de carga hasta que las temperaturas se recuperen .
- LiFePO4 : se descarga mejor durante los meses fríos , con cierta reducción de capacidad . Golpea la misma pared por debajo de -10 ° C en la carga , pero aquí el BMS hace el trabajo : bloquea la carga hasta que el paquete se calienta , y el sistema se reanuda por sí solo .
La diferencia operativa no es qué batería es " mejor en frío " , sino cuál falla a salvo cuando el controlador y el clima no están de acuerdo .
Lo que especificamos para sitios de invierno
Cuatro medidas , en el orden en que las aplicamos :
- Un BMS con un corte de carga a baja temperatura , verificado en la hoja de datos en lugar de asumido .
- Una carcasa aislada para frenar la oscilación de la temperatura del paquete . En regiones particularmente frías , una almohadilla térmica o una regulación térmica activa mantiene el paquete lo suficientemente caliente como para cargarlo los días que importa .
- Los sistemas de plomo - ácido utilizan la carga compensada por temperatura , donde el controlador ajusta el voltaje por la temperatura ambiente ; en los sistemas de litio la función equivalente es la lógica de corte de BMS .
- Selección química con los ojos abiertos . LiFePO4 se adapta mejor a los climas fríos que el plomo - ácido en la descarga , pero ambos requieren una gestión para evitar la carga en condiciones de congelación.Si un proyecto no puede proporcionar un BMS o un recinto calefactado , la respuesta honesta es que el sitio necesita un diseño de energía diferente , no una batería diferente .
Lo que esta página no incluye
No compara la química de gel , AGM y litio en profundidad - que comparación tiene su propia página - y no dimensiona paneles , baterías o controladores para un sitio específico ; para eso es nuestra calculadora de tamaño de controlador .