Batteries de lampadaires solaires par temps froid: limites de charge

Ce que le froid fait à chaque chimie

Les batteries LiFePO4 sont la chimie standard dans nos unités commerciales en raison de leur densité énergétique, de leur longue durée de vie et de leur stabilité thermique par rapport aux autres familles de lithium.Ils surpassent également le plomb-acide gel dans une large plage de température, en particulier du côté de la décharge.

Gel plomb-acide-une conception plomb-acide scellée avec l'électrolyte immobilisé dans un gel-reste une option économique, et il se dégrade dans le froid différemment: l'efficacité de décharge diminue à mesure que les températures baissent, et il refuse également une charge appropriée lorsqu 'il fait très froid.

La charge cliff, en chiffres

• Au-dessus de 0 ° C: les deux produits chimiques se chargent normalement avec des réglages de tension corrects.
• En dessous de 0 ° C: L'acceptation de la charge LiFePO4 est considérablement diminuée. La batterie prendra un peu de courant, mais chaque cycle à cette température échange une tranche de capacité à long terme pour la charge de ce soir.
• À-10 °C ou moins: La charge doit être évitée complètement.

Le mécanisme est important car il explique pourquoi les dommages sont silencieux.Le lithium plaqué ne déclenche pas de fusible ni ne montre de code de défaut; il apparaît des mois plus tard sous la forme d'un pack qui atteint sa pleine tension plus tôt et s'effondre sous charge.La défaillance ressemble à une mauvaise batterie et est en fait un historique de charge à froid.

Les packs LiFePO4 modernes sont livrés avec un système de gestion de batterie (BMS) qui bloque la charge en dessous d'une température définie. Dans les climats froids, utilisez de tels packs ou ajoutez une régulation thermique. Une coupure BMS est le composant le plus rentable d'une installation hivernale.

Un hiver illustratif du Minnesota

Considérons un système dans un endroit comme le Minnesota, où les températures hivernales descendent régulièrement en dessous de-10 ° C. Il s'agit d'un scénario, pas d'un enregistrement de projet-nous l'utilisons pour montrer les deux chimies côte à côte.

• Gel plomb-acide : fonctionne raisonnablement en été et en automne . En hiver , l'efficacité de décharge diminue . Les panneaux peuvent encore générer par temps clair , mais la batterie ne peut pas accepter la charge correctement , elle a donc besoin d'un boîtier à température contrôlée ou doit être déconnectée du circuit de charge jusqu'à ce que les températures reviennent .
• LiFePO4 : se décharge mieux pendant les mois froids , avec une certaine réduction de la capacité . Il frappe le même mur en dessous de -10 °C en charge , mais ici le BMS fait le travail : il bloque la charge jusqu'à ce que le pack se réchauffe , et le système reprend tout seul .

La différence opérationnelle n'est pas de savoir quelle batterie est « meilleure dans le froid » , c'est de savoir laquelle échoue en toute sécurité lorsque le contrôleur et la météo sont en désaccord .

Ce que nous spécifions pour les sites d'hiver

Quatre mesures , dans l'ordre où nous les appliquons :

1. Un BMS avec une coupure de charge à basse température , vérifiée sur la fiche technique plutôt que supposée .
2. Un boîtier isolé pour ralentir l'oscillation de la température du pack . Dans les régions particulièrement froides , un coussin chauffant ou une régulation thermique active maintient le pack suffisamment chaud pour se recharger les jours qui comptent .
3. Gestion correcte de la tension de charge . Les systèmes plomb-acide utilisent une charge à compensation de température , où le contrôleur ajuste la tension en fonction de la température ambiante ; sur les systèmes au lithium , la fonction équivalente est la logique de coupure BMS .
4. Sélection chimique avec les yeux ouverts . LiFePO4 convient mieux aux climats froids que le plomb-acide lors de la décharge , mais les deux nécessitent une gestion pour éviter la charge dans des conditions de gel . Si un projet ne peut pas fournir un BMS ou une enceinte chauffante , la réponse honnête est que le site a besoin d'une conception d'alimentation différente , pas d'une batterie différente .

Ce que cette page ne couvre pas

Il ne compare pas les produits chimiques du gel , de l'AGM et du lithium en profondeur - cette comparaison a sa propre page - et il ne taille pas les panneaux , les batteries ou les contrôleurs pour un site spécifique ; c'est ce que notre calculateur de taille de contrôleur est pour .