Päikeselamppude akumulaatorid külmemilta: Laadimispiirangud

LähettäjäOSD Editorial Team, tehdasinsinöörit, joilla on 15 vuoden kokemus tuotannosta ja kenttähuollosta sisäänAlan uutisia, Suosituin 15. marraskuuta 2024

Külm ei mõjuta nii tühjendamist kui laadimist. Tervislik LiFePO4-akku suudab isegi -10°C temperatuuril anda kasulikku voolu, kuigi selle maht on väiksem. Samas akku ei tohiks üldse laadida temperatuuril alla 0°C – alla selle piiril langeb selle võime laadima järsult ning voolu surumine külmunud akuplaatidele võib põhjustada metallilise liitiumi kogunemist anoodipinnale. See katejäämine on püsiv, vähendab akumulaatori mahtu, suurendab sisemist takistust ning võib isegi põhjustada sisemise lühise. Kõik otsused, mis seotud kasutamisega külmemates kliimatingimustes, põhinevad just sellel asümmeetrial; seega on oluline seda esimese asjana mainida.

Kuidas külm mõjutab erinevaid akukemikaale LiFePO4-akumulaatorid on meie kaubanduslike seadmete standardiks tänu nende energiatihedusele, pika kasutusiga ning termilisele stabiilsusele võrreldes teiste liitiumakumulaatoritega. Samuti ületavad need geel-tina-happeakumulaatoreid laiemas temperatuurivahemikus, eriti tühjendamise osas.

Gel-täisväävikhakk-batterier – batterieri, mille elektrolyt on seotud geeliga – jääb siiski soodsaks valikukandidaadiks. Kuid külmas laguneb see erinevalt: laadimistõhusus langeb temperatuuri langemisega ning batterii keeldub ka korrektsest laadimisest väga külmal olukorras. Kumbki batterietüüp ei talu talve ilman täielikku kahjustust.

Laadimisprobleemid selgitatud numbriliselt:

See mehhanism on oluline, sest seletab, miks kahjustused ilmnevad alles hiljem. Katunud liitium ei põhjusta automaatseid väljalülitusi ega veakodeid; probleemid ilmnevad alles mitu kuud hiljem – batterii saavutab küll täieliku pinge, kollab aga koormuse all. See näeb välja nagu tavaline, halb batterii, kuid tegelik põhjus on külmas toimunud laadimised.

Kaasaegsed LiFePO4-paketid tulevad varustatud akuhaldussüsteemiga (BMS), joka takistab laadimist alla määratud temperatuuri. Külmemates ilmastikutingimustes tuleks kasutada selliseid pakette või lisada soojusregulatsioonivahendeid. Akuhaldussüsteem (BMS) on talviste installatsioonide puhul kõige olulisem komponent.

Näide Minnesota talvest Käsitleme süsteemi, mis asub näiteks Minnesotas, kus talvine temperatuur sageli langeb alla -10°C. Tegemist on näiteolukorraga – me kasutame seda selleks, et näidata kahte erinevat akutüüpi omadusi võrreldavalt.

Tööpärane erinevus ei seisne selles, millist akku on „parem külmas“. See on pigem selles, millist akku toimib turvaliselt, kui kontrolleri ja ilmastikutingimused ei ühti.

Mida me nõuame talviste paikade jaoks

Neli meedet, järjekorras, millisest me neid rakendame:

BMS (Battery Management System) with a low-temperature charge cutoff – seeke täpsust datasheetist, mitte eeldata seda. See on mitte-kaupelähtiv nõue.
Isoleeritud kapsel – aitab aeglustada temperatuurikõikumisi akus. Eriti külmetes piirkondades hoiab soojenduspadi või aktiivne termoregulatsioon akut piisavalt soojana, et see saaks laadida olulistel päevadel.
Õige laadimis- ja pingehaldus – Lead-Acid-süsteemid kasutavad temperatuuriga kompenseeritud laadimist, kus kontroller reguleerib pinget vastavalt ümbruse temperatuurile; liitiumakusüsteemides täidab sama funktsiooni BMS-i lõpetusloogika. Valige vastavalt akutüübile ning ärge segage neid kahte meetodit omavahel.
Tähelepanelik valik akutüüpi – LiFePO4-süsteemid sobivad külmemates kliimatasemetes paremini kui Lead-Acid-süsteemid, kuid mõlemad vajavad hoolikat haldamist, et vältida laadimist jäätumistingimustes. Kui projekt ei suuda pakkuda ei BMS-i ega soojendatud kapslit, on aus vastus see, et sellele paigale on vaja muud energiadisaini, mitte muud akutüüpi.

Mida see leht ei käsitle

(What this page does not cover…)

See leht käsitleb temperatuurinähtäviä mõjusid juba süsteemis olevatele akudele. Se ei võrrelda põhjalikult geel-, AGM- ega liitiumakude keemilisi omadusi – see võrdlus on toodud eraldi lehel toodud eraldi lehel – ega ka määrata paneelide, akude ega kontrollerite suurusi konkreetsele paigale; selleks on mõeldud meie kontrollerite suuruse arvutusvahend kontrollerite suuruse arvutusvahend.