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Prolonger la durée de vie de la batterie solaire

 -- Guide d'utilisation du fabricant






Prolonger la durée de vie de la batterie solaire : Guide d'utilisation du fabricant

Prolonger la durée de vie de la batterie solaire

controller sizing calculator Réponse courte : La durée de vie de la batterie est déterminée par la façon dont vous utilisez la batterie , et non par le numéro de cycle imprimé sur la fiche technique . Maintenez la profondeur de décharge à l'intérieur de la zone de confort de la chimie , gardez les cellules fraîches , chargez selon la courbe de tension du fabricant , et stocker à charge partielle . Faites ces quatre choses et une banque de lithium bien assortie durera plus longtemps que le luminaire qui l'entoure . Passez-les et même un pack premium est terminé en deux saisons des pluies .

Une terminologie fixe avant toute autre chose . La version originale de cette page a dit " cellules solaires " tout au long , ce qui signifie la batterie . Une cellule solaire est le dispositif photovoltaïque qui fait l'électricité ; la batterie le stocke . Les deux échouent différemment et sont maintenus différemment . Ce guide parle de la banque de batteries .

Ce qui décide réellement de la vie de la batterie

Cinq mécanismes expliquent presque toutes les défaillances de batterie précoces que nous voyons dans les unités retournées :

  1. Erreur de tension de charge . La charge au-dessus de la tension d'absorption spécifiée , ou en dessous , vieillit la banque dans des directions opposées - la surcharge corrode et gaz ; la sous-charge laisse la banque chroniquement affamée .
  2. Décharge profonde . Chaque décharge au-delà du plancher pratique de la chimie élimine la matière active qu ' aucune routine de charge ne remet .
  3. La chaleur accélère toutes les réactions de dégradation à la fois . C'est la réaction silencieuse , car rien ne tombe en panne le jour où il fait chaud .
  4. Mauvaise gestion du flotteur sur le plomb-acide . Une banque de plomb-acide laissée à la mauvaise tension de flotteur sulfates tout en restant immobile , ne faisant rien .
  5. Calendrier vieillissant à haut niveau de charge . Une banque stockée à 100% d'âge sur l'étagère , nombre de cycles ou non .

Tout ce qui suit est une règle de fonctionnement contre l'un de ces cinq .

Les produits chimiques utilisés dans l'éclairage solaire , et ce que chacun tolère

ChimieDurée de vie typique à 80% DoDPlafond pratique DoD que nous concevons pourSensibilité chaleurnotes
Inondation Lead-acide300 à 500 cycles50% àÉlevé ; nécessite une charge à température compenséeCoût le plus bas par kWh ; besoin d'arrosage et de ventilation
VRLA (AGM/gel)400 à 800 cycles50% àélevéSans entretien , pas de cyclisme profond
LiFePO4 (phosphate de fer lithium)2000 à 5000 cycles80 à 90%Modérée ; charge inférieure à~45 ° CNotre chimie par défaut pour les lampadaires
NMC/NCA Lithium1000 à 2000 cycles80% àÉlevé ; faible tolérance au stockage à SoC élevéDense en énergie ; exige un BMS puissant

Les plages de durée de vie sont des chiffres typiques du marché , pas nos données de test . Traitez-les comme l'ordre de grandeur contre lequel vous négociez , pas comme une garantie . Les batteries au nickel-cadmium et à flux existent dans cet espace , mais sont rares dans l'éclairage public solaire , et nous ne les spécifions pas .

Profondeur de décharge : le levier le plus grand

Pour le plomb-acide , la règle est directe : maintenir la profondeur moyenne de décharge inférieure à 50% . Une banque de plomb-acide cyclée à 80% DoD fournit une fraction de sa durée de vie nominale , et la perte n'est pas récupérable .

Le lithium tolère beaucoup mieux les cycles profonds. Une banque LiFePO4 peut être conçue à 80 - 90% DoD et atterrir encore dans les milliers de cycles. Cette tolérance n'est pas une licence pour être négligent: des cycles plus profonds signifient également des fluctuations de tension plus profondes, plus de chaleur et moins de réserve lorsqu 'une semaine nuageuse arrive. Dans nos conceptions, nous dimensionnons l'autonomie de sorte que le DoD moyen d'exploitation reste autour ou inférieur à 80%, avec des jours de réserve retenus.

Règles de facturation qui protègent la banque

  • Suivez la courbe de charge du fabricant. Un contrôleur de charge compétent exécute déjà une charge à courant constant puis à tension constante (CC/CV); les dommages se produisent lorsque quelqu 'un substitue un chargeur qui ne correspond pas à la chimie et à la tension de la banque.
  • Le plomb-acide a besoin d'une charge à compensation de température. La compensation est généralement d'environ-3 mV/° C par cellule. Sans elle, la banque est surchargée en été et sous-chargée en hiver, et les deux erreurs s'aggravent.
  • Le lithium a une limite de charge à froid. Ne chargez pas la plupart des cellules au lithium en dessous de 0 ° C; la charge à des températures inférieures à zéro plaque de lithium métallique sur l'anode et réduit de façon permanente la capacité.
  • Faites correspondre le contrôleur au panneau et à la batterie. Cet appariement est la différence entre une banque qui atteint la charge complète à midi et une qui n'y arrive jamais. Notre calculateur de taille du contrôleur fait l'arithmétique, et l'arrière-plan sur les types de contrôleurs est dans notre MPPT vs guide PWM.

Température: la chaleur est un tueur lent

Une règle empirique largement utilisée évalue l'effet à environ la moitié de la durée de vie calendaire pour chaque 10 ° C au-dessus de 25 ° C. Il s'agit d'un ordre de grandeur, et non d'une valeur de fiche technique, et il suffit de modifier les décisions de conception.

Le compartiment de la batterie sur un lampadaire solaire n'est pas un endroit bénin. Il se trouve au sommet du pôle, au soleil, à côté de l'électronique qui fabriquent leur propre chaleur. Sur les projets de climat chaud, nous avons des boîtiers de couleur claire, gardons l'espacement entre la banque et le pilote LED, et où le site le permet, Dans notre usine, la défaillance que nous voyons le plus souvent n'est pas une cellule morte-c'est une banque saine cuite par son propre logement.

Stockage: la règle des 50%

Si une banque restera inutilisée-un ensemble de rechange, un projet retardé par un permis, un équipement saisonnier-stockez-le à environ 50% de charge dans un endroit frais et sec. Vérifiez-le tous les trois mois environ et rechargez-le lorsqu 'il dérive faible. L'autodécharge typique fonctionne environ 1 - 3% par mois pour le lithium et 3 - 5% par mois pour le plomb-acide, ce qui définit l'intervalle d'inspection.

Le système de gestion de la batterie (BMS) dessine un petit courant de repos même lorsque la charge est éteinte; une batterie rangée vide peut être traînée en dessous de son seuil de protection et les cellules endommagées par une décharge profonde ne se rétablissent pas.

Surveillance: ce qu 'il faut surveiller

Un BMS signale la tension de la cellule , le courant du pack , la température et l'état de charge , et déclenche des alarmes pour la surtension , la sous-tension et la surtempérature . Deux de ces alarmes ne doivent pas être ignorées : des déplacements répétés de surtempérature signifient que l'installation est le problème , pas la batterie ; des déplacements répétés de sous-tension signifient que la banque est sous-dimensionnée ou que le panneau est sous-dimensionné . Réparez la cause , pas l'alarme .

Des pertes de salissure d'environ 5 à 15% sont typiques pour les matrices non lavées ; nettoyez le verre , confirmez l'inclinaison et l'orientation et inspectez les bornes chaque année pour la corrosion et le couple lâche .

Signaux de remplacement - et comment confirmer avant d'acheter

Symptômes d'abord : la lumière s'éteint plus tôt chaque nuit , la banque met plus de temps à atteindre la charge complète ou la charge se décharge à une décharge moins profonde qu ' auparavant .

Confirmez avant de dépenser de l'argent sur une nouvelle banque . Chargez complètement la banque , puis déchargez à travers une charge connue tout en enregistrant ampères-heures , et comparez avec la plaque signalétique.Lorsque la capacité mesurée tombe en dessous d'environ 70 - 80% de la plaque signalétique , planifiez le remplacement - ce seuil est notre règle de service interne , pas une norme de l'industrie .

Une catégorie n'a pas de test :gonflement , fuites , corrosion , chaleur inhabituelle ou odeur inhabituelle signifie le retrait immédiat du service . Ne chargez pas un pack de lithium gonflé . Isolez-le , tenez-le à l'écart des combustibles et traitez-le comme un risque d'incendie - notre guide de sécurité incendie de batterie au lithium couvre ce qu ' il faut faire ensuite .

Ce que cette page ne couvre pas

Ce guide couvre la banque de batteries dans les systèmes d'éclairage solaire couplés à courant continu . Il ne couvre pas les batteries de traction des véhicules électriques , le stockage d'énergie relié au réseau avec interconnexion aux services publics ou la chimie des cellules de batterie elle-même . Si vous dimensionnez un nouveau système , commencez par le calculateur de dimensionnement du contrôleur (3) ; si vous comparez des appareils complets , notre lampadaire solaire tout-en - un est livré avec la banque adaptée au panneau et au profil de charge , de sorte que les défaillances d'inadéquation ci-dessus ne peuvent pas se produire par conception .