Batterie di lampioni solari in tempo freddo
-- limiti di carica
Batterie di lampioni solari in tempo freddo: limiti di carica
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La scarica non è ciò che rompe il freddo. La carica è. Una LiFePO4 sana (litio ferro fosfato) pacchetto fornisce ancora corrente utile a-10 ° C, con capacità ridotta. Lo stesso pacchetto a-10 ° C non deve essere caricato affatto: al di sotto di 0 ° C la sua capacità di accettare la carica diminuisce bruscamente, e forzando corrente in un congelato piastre di litio metallico sulla superficie dell 'anodo. Che placcatura è permanente-costa capacità, aumenta la resistenza interna, Ogni decisione sul clima freddo che prendiamo deriva da questa asimmetria, quindi vale la pena di affermarlo prima di ogni altra cosa.
Cosa fa il freddo a ogni chimica
Le batterie LiFePO4 sono la chimica standard nelle nostre unità commerciali a causa della loro densità di energia, della lunga durata del ciclo e della stabilità termica rispetto ad altre famiglie di litio.
Gel piombo-acido-un design piombo-acido sigillato con l'elettrolita immobilizzato in un gel-rimane un 'opzione di bilancio, e si degrada a freddo in modo diverso: l'efficienza di scarico scende quando le temperature scendono, e anch' esso rifiuta una carica adeguata quando fa molto freddo.
Il charging cliff, in cifre
- Sopra 0 ° C: entrambe le sostanze chimiche si caricano normalmente con impostazioni di tensione corrette.
- Sotto 0 ° C: L'accettazione della carica LiFePO4 è notevolmente diminuita. La batteria richiederà un po 'di corrente, ma ogni ciclo a questa temperatura scambia una fetta di capacità a lungo termine per la carica di stasera.
- A-10 °C o inferiore: la ricarica deve essere evitata del tutto. Questa è la zona di placcatura al litio.
Il meccanismo è importante perché spiega perché il danno è silenzioso. Il litio placcato non fa scattare un fusibile o mostra un codice di errore; si presenta mesi dopo come un pacco che raggiunge la piena tensione in anticipo e collassa sotto carico. Il guasto si presenta come una batteria difettosa ed è in realtà una storia di ricarica a freddo.
Le moderne confezioni LiFePO4 sono dotate di un sistema di gestione della batteria (BMS) che blocca la ricarica al di sotto di una temperatura impostata. Nei climi freddi, utilizzare tali confezioni o aggiungere la regolazione termica. Un cutoff BMS è il singolo componente di valore più alto in un 'installazione invernale.
Un illustrativo inverno Minnesota
Si consideri un sistema in un luogo come il Minnesota, dove le temperature invernali scendono regolarmente sotto i-10 °C. Questo è uno scenario, non un record di progetto-lo usiamo per mostrare le due sostanze chimiche fianco a fianco.
- Gel piombo-acido : esegue ragionevolmente in estate e in autunno . In inverno , l'efficienza di scarico diminuisce . I pannelli possono ancora generare in una giornata limpida , ma la batteria non può accettare la carica correttamente , quindi ha bisogno di un alloggiamento a temperatura controllata o deve essere scollegato dal circuito di ricarica fino a quando le temperature non recuperano .
- LiFePO4 : si scarica meglio durante i mesi freddi , con una certa riduzione della capacità . Colpisce lo stesso muro al di sotto di -10 °C in carica , ma qui il BMS fa il lavoro : blocca la ricarica fino a quando il pacco si riscalda e il sistema riprende da solo . Nessuno guida fuori per scollegare nulla .
La differenza operativa non è quale batteria è " migliore a freddo " , ma quale non è sicura quando il controller e il tempo non sono d'accordo .
Che cosa spec per i siti invernali
Quattro misure , nell ' ordine in cui le applichiamo :
- Un BMS con un cutoff di carica a bassa temperatura , verificato sul foglio dati piuttosto che presunto .
- Un involucro isolato per rallentare l'oscillazione della temperatura del pacco . In regioni particolarmente fredde , una piastra elettrica o una regolazione termica attiva mantiene il pacco abbastanza caldo da caricarlo nei giorni che contano .
- Corretta gestione della tensione di carica . I sistemi al piombo utilizzano la carica compensata dalla temperatura , in cui il controller regola la tensione in base alla temperatura ambiente ; sui sistemi al litio la funzione equivalente è la logica di cutoff BMS .
- Selezione chimica con gli occhi aperti . LiFePO4 si adatta meglio ai climi freddi rispetto al piombo acido allo scarico , ma entrambi richiedono una gestione per prevenire la ricarica in condizioni di congelamento . Se un progetto non può fornire un BMS o un involucro riscaldato , la risposta onesta è che il sito ha bisogno di un diverso design di potenza , non di una batteria diversa .
Cosa non copre questa pagina
Non confronta in profondità gel , AGM e litio chimici - che confronto ha la sua pagina - e non dimensiona pannelli , batterie o controller per un sito specifico ; questo è ciò che il nostro calcolatore di dimensionamento del controller è per .