Baterias de iluminação pública solar em tempo frio
-- limites de carga
Baterias de iluminação pública solar em tempo frio: limites de carga
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A descarga não é o que quebra o frio. A LiFePO4 saudável é.(fosfato de ferro de lítio) ainda fornece corrente útil a-10 ° C, com capacidade reduzida. O mesmo pacote a-10 ° C não deve ser carregado: abaixo de 0 ° C, sua capacidade de aceitar carga cai drasticamente, e forçando a corrente em uma célula congelada placas de lítio metálico sobre a superfície do ânodo. Que chapeamento é permanente-que custa capacidade, aumenta a resistência interna, Cada decisão de clima frio que tomamos segue essa assimetria, por isso vale a pena afirmar antes de qualquer outra coisa.
O que o frio faz a cada química
As baterias de LiFePO4 são a química padrão em nossas unidades comerciais devido à sua densidade de energia, longa vida útil e estabilidade térmica em comparação com outras famílias de lítio.
O chumbo-ácido em gel-um design de chumbo-ácido selado com o eletrólito imobilizado em um gel-continua sendo uma opção econômica, e se degrada no frio de maneira diferente: a eficiência de descarga cai à medida que as temperaturas caem e também recusa uma carga adequada quando muito frio.
O penhasco de carregamento, em números
- Acima de 0 ° C: ambos os produtos químicos carregam normalmente com as configurações de tensão corretas.
- Abaixo de 0 ° C: A aceitação de carga de LiFePO4 é muito diminuta. A bateria terá alguma corrente, mas cada ciclo a esta temperatura troca uma fatia da capacidade de longo prazo pela carga de hoje à noite.
- A-10 °C ou menos: o carregamento deve ser evitado por completo.
O mecanismo é importante porque explica por que o dano é silencioso. O lítio revestido não aciona um fusível ou mostra um código de falha; ele aparece meses depois como um pacote que atinge a voltagem máxima mais cedo e colapsa sob carga.
Os modernos pacotes de LiFePO4 são fornecidos com um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) que bloqueia o carregamento abaixo de uma temperatura definida. Em climas frios, use esses pacotes ou adicione regulação térmica. Um corte BMS é o componente de maior valor em uma instalação de inverno.
Um inverno ilustrativo de Minnesota
Considere um sistema em um local como Minnesota, onde as temperaturas de inverno caem regularmente abaixo de-10 ° C. Este é um cenário, não um registro de projeto-nós o usamos para mostrar as duas químicas lado a lado.
- Gel chumbo - ácido : funciona razoavelmente no verão e no outono . No inverno , a eficiência de descarga diminui . Os painéis ainda podem gerar em um dia claro , mas a bateria não pode aceitar a carga corretamente , por isso precisa de uma caixa com temperatura controlada ou deve ser desconectada do circuito de carga até que as temperaturas se recuperem .
- LiFePO4 : descarrega melhor durante os meses frios , com alguma redução de capacidade . Ele atinge a mesma parede abaixo de -10 ° C com a carga , mas aqui o BMS faz o trabalho : bloqueia o carregamento até que o pacote aqueça e o sistema seja retomado por conta própria . Ninguém sai para desconectar nada .
A diferença operacional não é qual bateria é " melhor no frio " , mas qual falha quando o controlador e o clima discordam .
O que especificamos para sites de inverno
Quatro medidas , na ordem em que são aplicadas :
- Um BMS com um corte de carga de baixa temperatura , verificado na folha de dados em vez de assumido .
- Um invólucro isolado para diminuir o balanço de temperatura do pacote . Em regiões particularmente frias , uma almofada de aquecimento ou regulação térmica ativa mantém o pacote quente o suficiente para carregar nos dias em que for importante .
- Gerenciamento correto da tensão de carga . Sistemas de chumbo - ácido usam carregamento com compensação de temperatura , onde o controlador ajusta a tensão pela temperatura ambiente ; em sistemas de lítio , a função equivalente é a lógica de corte BMS . Especifique o que corresponder à química e não misture as duas convenções .
- Seleção de química com os olhos abertos . LiFePO4 se adapta melhor a climas frios do que o chumbo - ácido na descarga , mas ambos exigem gerenciamento para evitar o carregamento em condições de congelamento . Se um projeto não puder fornecer um BMS ou um gabinete aquecido , a resposta honesta é que o local precisa de um projeto de energia diferente , não uma bateria diferente .
O que esta página não cobre
Ela não compara as químicas de gel , AGM e lítio em profundidade - que comparação tem sua própria página - e não dimensiona painéis , baterias ou controladores para um site específico ; é para isso que serve nossa calculadora de dimensionamento de controlador .