Prolongar a vida útil da bateria solar : um guia de operação do fabricante

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Resposta curta : A vida útil da bateria é decidida pela forma como você opera o banco , e não pelo número do ciclo impresso na folha de dados . Mantenha a profundidade de descarga dentro da zona de conforto da química , mantenha as células frias , carregue na curva de tensão do fabricante , e armazenar em carga parcial . Faça essas quatro coisas e um banco de lítio bem combinado vai durar mais que o acessório em torno dele . Ignore-os e até mesmo um pacote premium é terminado em duas estações chuvosas .

Uma correção de terminologia antes de qualquer outra coisa . A versão original desta página dizia " células solares " por toda parte , ou seja , a bateria . Uma célula solar é o dispositivo fotovoltaico que produz a eletricidade ; a bateria a armazena . As duas falham de maneira diferente e são mantidas de maneira diferente . Este guia fala sobre o banco de baterias .

O que realmente decide a duração da bateria

Cinco mecanismos são responsáveis por quase todas as falhas precoces da bateria que vemos em unidades retornadas :

1. Erro de tensão de carga . Carregar acima da tensão de absorção especificada , ou abaixo dela , envelhece o banco em direções opostas - a sobrecarga corrói e gera gases ; a subcarga deixa o banco cronicamente faminto .
2. Descarga profunda . Cada descarga após o piso prático da química remove o material ativo que nenhuma rotina de carregamento devolve .
3. Calor . O calor acelera todas as reações de degradação de uma só vez . É a mais silenciosa , porque nada falha no dia em que fica quente .
4. Flutuar com má administração de chumbo - ácido . Um banco de chumbo - ácido deixado na voltagem de flutuação errada sulfatos enquanto está sentado , sem fazer nada .
5. Calendário de envelhecimento em alto estado de carga . Um banco armazenado em 100% envelhece na prateleira , contagem de ciclos ou não .

Tudo abaixo é uma regra de operação contra um desses cinco .

As químicas usadas na iluminação solar , e o que cada uma tolera

As faixas de ciclo de vida são figuras típicas do mercado , não nossos dados de teste . Trate-as como a ordem de magnitude com a qual você negocia , não como uma garantia . Baterias de níquel-cádmio e fluxo existem neste espaço , mas são raras na iluminação pública solar , e não as especificamos .

Profundidade de descarga : a maior alavanca única

Para o chumbo - ácido , a regra é contundente : manter a profundidade média de descarga abaixo de 50% . Um banco de chumbo - ácido ciclado a 80% DoD fornece uma fração de sua vida de ciclo nominal , e a perda não é recuperável .

Um banco LiFePO4 pode ser projetado para 80 - 90% DoD e ainda pousar em milhares de ciclos. Essa tolerância não é uma licença para ser descuidado: ciclos mais profundos também significam oscilações de tensão mais profundas, mais calor e menos reserva quando chega uma semana nublada. Em nossos projetos, dimensionamos a autonomia para que o DoD operacional médio permaneça em torno ou abaixo de 80%, com dias de reserva retidos.

Regras de cobrança que protegem o banco.

• Siga a curva de carga do fabricante. Um controlador de carga competente já executa carregamento de corrente constante e depois de tensão constante (CC/CV); o dano acontece quando alguém substitui um carregador que não corresponde à química e à voltagem do banco.
• Chumbo-ácido precisa de carga com compensação de temperatura. A compensação é tipicamente em torno de-3 mV/° C por célula. Sem ele, o banco é sobrecarregado no verão e subcobrado no inverno, e ambos os erros se somam.
• O lítio tem um limite de carregamento a frio. Não carregue a maioria das células de lítio abaixo de 0 ° C; o carregamento a temperaturas abaixo de zero placa de lítio metálico no ânodo e reduz permanentemente a capacidade.
• Combine o controlador com o painel e a bateria. Esse emparelhamento é a diferença entre um banco que atinge a carga completa ao meio-dia e um que nunca chega lá. Nossa calculadora de dimensionamento do controlador faz a aritmética, e o plano de fundo sobre os tipos de controlador está em nosso guia MPPT vs PWM.

Temperatura: o calor é o assassino lento

Uma regra prática amplamente utilizada coloca o efeito em aproximadamente metade da vida útil do calendário para cada 10 ° C acima de 25 ° C. É uma figura de ordem de magnitude, não um valor de folha de dados, e é suficiente para alterar as decisões de design.

O compartimento da bateria em uma luz de rua solar não é um lugar benigno. Ele fica no topo do poste, ao sol, ao lado de eletrônicos que fazem seu próprio calor. Em projetos de clima quente, nós caixas de cor clara, mantemos o espaçamento entre o banco e o driver LED, e onde o site permite, Em nossa fábrica, a falha que vemos com mais frequência não é uma célula morta-é um banco saudável cozido por sua própria caixa.

Armazenamento: a regra dos 50%

Se um banco vai sentar-se não utilizado-um conjunto de reposição, um projeto atrasado por permitir, equipamento sazonal-armazená-lo em cerca de 50% estado de carga em um local fresco e seco. Verifique a cada três meses ou mais e completá-lo quando ele deriva baixo. típico auto-descarga é executado cerca de 1 - 3% ao mês para o lítio e 3 - 5% ao mês para o chumbo-ácido, que é o que define o intervalo de inspeção.

O sistema de gerenciamento de bateria (BMS) extrai uma pequena corrente quiescente, mesmo quando a carga está desligada; um banco vazio pode ser arrastado abaixo de seu limite de proteção, e as células danificadas por descarga profunda não se recuperam.

Monitoramento: o que assistir

Um BMS informa a tensão da célula , a corrente da bateria , a temperatura e o estado da carga e dispara alarmes para sobretensão , subtensão e sobretemperatura . Dois desses alarmes não devem ser ignorados : repetidas viagens de sobretemperatura significam que a instalação é o problema , não a bateria ; repetidas viagens de subtensão significam que o banco está subdimensionado ou o painel está subdimensionado .

Perdas de sujidade de cerca de 5 - 15% são típicas para matrizes não lavadas ; limpe o vidro , confirme a inclinação e a orientação e inspecione os terminais anualmente quanto à corrosão e torque solto .

Sinais de substituição - e como confirmar antes de comprar

Sintomas em primeiro plano : a luz cai mais cedo a cada noite , o banco leva mais tempo para atingir a carga total , ou a carga se derrama em uma descarga mais rasa do que costumava .

Confirmá - lo antes de gastar dinheiro em um novo banco . Totalmente cobrar o banco , em seguida , descarregar através de uma carga conhecida enquanto logging amp-horas para fora , e comparar com a placa de identificação . Quando a capacidade medida cai abaixo de cerca de 70 - 80% da placa de identificação , planejar a substituição - esse limite é a nossa regra de serviço interno , não um padrão da indústria .

Uma categoria não possui teste :Inchaço , vazamentos , corrosão , calor incomum ou cheiro incomum significam a remoção imediata do serviço . Não carregue um pacote de lítio inchado . Isole-o , mantenha-o longe de combustíveis e trate-o como um risco de incêndio - nosso guia de segurança contra incêndio de bateria de lítio aborda o que fazer a seguir .

O que esta página não abrange

Este guia cobre o banco de baterias em sistemas de iluminação solar acoplados a CC . Ele não cobre baterias de tração de veículos elétricos , armazenamento de energia ligado à rede com interconexão de serviços públicos ou química da célula da bateria em si . Se você estiver dimensionando um novo sistema , comece com a calculadora de dimensionamento do controlador ; se você estiver comparando equipamentos completos , nossos luzes de rua solares all-in - one são enviados com o banco combinado ao painel e ao perfil de carga , de modo que as falhas de incompatibilidade acima não podem acontecer por design .