〔 G1 การวิเคราะห์〕เชิงลึกของวงจรชีวิตของแบตเตอรี่ในการกักเก็บพลังงานและ DOD: ตัวชี้วัดหลักสำหรับการคัดเลือกในตลาดแอฟริกา

ในตลาดการจัดเก็บพลังงานของแอฟริกาคำถามที่พบบ่อยที่สุดจากผู้นำเข้าและผู้รับเหมา EPC คือ: "แบตเตอรี่นี้สามารถใช้งานได้นานแค่ไหน?" คำตอบนั้นไม่ง่ายเลยอายุการใช้งานแบตเตอรี่ไม่ใช่ตัวเลขคงที่แต่เป็นฟังก์ชันที่กำหนดโดยตัวแปรหลายตัวเช่นระบบเคมี CE ll ความลึกของการคายประจุ (DOD) อุณหภูมิในการทำงานและอัตราการชาร์จ/คายประจุสำหรับตลาดแอฟริกา Wh ich faCE s อุณหภูมิสูงกว่า +35°C year-rการทำความเข้าใจกลไกวงจรชีวิตของแบตเตอรี่ LiFePO4 (ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต) เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการตัดสินใจเลือกที่ถูกต้อง บทความนี้อ้างอิงตามวิธีการทดสอบมาตรฐาน IEC 62619 และข้อมูลที่วัดได้จากสาย〕การผลิต 〔G0 วิเคราะห์ความสัมพันธ์หลักระหว่างวงจรชีวิตและ DOD อย่างเป็นระบบ

ความหมายและมาตรฐานการทดสอบของวัฏจักรชีวิต

คำจำกัดความที่เข้มงวดของวงจรชีวิตในมาตรฐานอุตสาหกรรมคือ: ภายใต้เงื่อนไขการชาร์จ/การคายประจุที่ระบุจำนวนรอบที่สมบูรณ์ที่สามารถทำได้ก่อนที่ความจุของแบตเตอรี่จะสลายไปเป็น 80% ของความจุเริ่มต้นในที่นี้ "วงจรสมบูรณ์" อ้างอิงถึงหนึ่งประจุ/คายประจุ procESS ที่ 100% DOD; หากการใช้งานจริงทำงานที่ 50% DOD การนับรอบที่เทียบเท่าจะต้องถูกแปลงตามอัตราส่วน DOD

มาตรฐานการทดสอบที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลคือ IEC 62619 (ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมอุตสาหกรรม) และ UN 38.3 (การทดสอบการขนส่งแบตเตอรี่ลิเธียม) 〔G0 โมดูลแบตเตอรี่〕ทั้งหมดผ่านการทดสอบโปรCE ต่อไปนี้ก่อนออกจากโรงงาน:

• 〔 12 การทดสอบวัฏจักร〕มาตรฐาน : ที่ 25° ซประจุ/คายประจุ 1C, 80% DOD จนกระทั่งความจุลดลงเป็น 80%
• 〔16 การทดสอบวัฏจักร〕อุณหภูมิสูง : ที่ +45° ซทำซ้ำความแน่นอนของ proCE ข้างต้นเพื่อประเมินค่าสัมประสิทธิ์การย่อยสลายที่อุณหภูมิสูง
• 〔 20 การทดสอบอายุ〕ปฏิทิน : เก็บที่ชาร์จเต็มที่ +45° ซตรวจสอบการย่อยสลายความจุทุก 30 วัน

〔24 ผลการ〕ทดสอบแสดงให้เห็นว่า〕แบตเตอรี่ Chanming 〔G1 มีอายุการใช้งานเฉลี่ย 8,200 รอบที่ 25°C/80% DOD; ที่ +45°C พวกมันยังคงได้ 6,100 รอบโดยมีค่าสัมประสิทธิ์การย่อยสลายที่อุณหภูมิสูงประมาณ 0.74

DOD (Depth of Discharge) มีผลต่อวงจรชีวิตอย่างไร

ความลึกของการปล่อย (DOD) เป็นตัวแปรด้านการใช้งานที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อวงจรชีวิต 〔G1 กลไก〕การเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ส่วนใหญ่มาจากการสะสมของ LATTICE strESS ในวัสดุแคโทดในระหว่างลิเทียม - ไอออนอินเตอร์คาเลชัน/ดีอินเตอร์คาเลชันโพรเซ〕ส〔 G5 ยิ่ง DOD มีขนาดใหญ่เท่าใดปริมาณการย้ายถิ่นของลิเธียมไอออนก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น LattiCE str〔 G5 ก็ยิ่งสูง〕ขึ้นเท่านั้นและการเสื่อมสภาพของโครงสร้างของวัสดุก็ยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น

ตามข้อมูลการทดสอบความชรา〕 ac〔 G11 lerated จาก〕ห้องปฏิบัติการ 〔G0 วงจรชีวิตที่เทียบเท่ากันภายใต้ระดับ DOD ที่แตกต่างกันเป็นดังนี้:

〔42 ปีที่สามารถใช้งานได้〕เทียบเท่า (1 รอบต่อวัน)

DoD	วงจรชีวิตที่ 25° ซ (รอบ)	วงจรชีวิตที่ +45° ซ (รอบ)
100%	6,500	4,800	25° ซ: 17.8 ปี/45° ซ: 13.1 ปี
90%	7,200	5,300	25° ซ: 19.7 ปี/45° ซ: 14.5 ปี
80%	8,200	6,100	25° ซ: 22.5 ปี/45° ซ: 16.7 ปี
70%	9,800	7,200	25° ซ: 26.8 ปี/45° ซ: 19.7 ปี
50%	14,500	10,500	25° ซ: 39.7 ปี/45° ซ: 28.8 ปี

จากมุมมองทางวิศวกรรม 80% DOD เป็น〕จุด BALAN〔 G11 ที่ดีที่สุดระหว่างการใช้กำลังการผลิตและอายุการใช้งานยกตัวอย่างแบตเตอรี่〕แบบติดผนัง Chanming 5 〔G6 ที่ 80% DOD ความจุที่ใช้งานได้คือ 4 〔〕G6 Wh ich ตอบสนองความต้องการไฟฟ้าในเวลากลางคืนของครัวเรือนในแอฟริกาส่วนใหญ่อยู่แล้วถ้า 100% DOD สำหรับCE d แม้ว่าไฟฟ้าที่ใช้งานได้ครั้งเดียวจะเพิ่มขึ้น 25% แต่วงจรชีวิตสั้นลง 21% และ LCOE ระยะยาว (levelized cost of electricity) เพิ่มขึ้นจริง

อุณหภูมิ: ปัจจัยการแตกตัว〕ของ ac〔 G11 ที่ไม่สามารถเพิกเฉยได้ในตลาดแอฟริกา

ผลของอุณหภูมิต่ออายุการใช้งาน〕แบตเตอรี่ 〔G1 ตามสมการ Arrhenius: สำหรับทุกๆ 10° ซที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอัตราการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีประมาณสองเท่าและอัตราการเสื่อมสภาพของความจุที่สอดคล้องกัน ac〔〕 G11 lerates ใน sub-SAh aran Africa (เช่นไนจีเรียเคนยาแอฟริกาใต้) อุณหภูมิเฉลี่ยต่อปีอยู่ในช่วง +25°C ถึง +35°C โดยมียอดเขาในช่วงฤดูร้อนเช่น〔 G11 eding +45°C ทำให้〕เกิดความท้าทายอย่างรุนแรงต่อการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่การออกแบบ ement

〔G0 มาตรการ〕ทางวิศวกรรมสำหรับการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่รวมถึง:

1. 〔109 อุปสรรคการแพร่〕กระจายความร้อนระดับ〕 〔G11 ll : ใช้ตัวคั่นแบบ〕กรามิก 〔G11 และอิเล็กโทรไลต์ทนไฟเพื่อรองรับการแพร่กระจาย〕ความร้อน〔 G5
2. 〔113 โครงสร้างการกระจายความร้อน〕ระดับโมดูล : ตัวเรือนอลูมิเนียม + การออกแบบครีบที่มีกำลังการกระจายความร้อนจากการพาความร้อนตามธรรมชาติ ≥ 15W/K
3. 〔G3 การตรวจสอบ〕อุณหภูมิ : ติดตั้งสตริง CE ll แต่ละตัวพร้อมเซ็นเซอร์อุณหภูมิ NTC และ redu โดยอัตโนมัติCE ปัจจุบัน Wh en อุณหภูมิในการชาร์จเช่นCE eds +55° C
4. 〔121 คำแนะนำในการ〕ติดตั้งระดับระบบ : สำหรับการติดตั้งกลางแจ้งให้เลือกผนังที่หันไปทางทิศเหนือหรือเพิ่มม่านบังแดดเพื่อหลีกเลี่ยง〕อุณหภูมิที่อยู่อาศัย surfa〔 G11 เช่นCE eding +60° C

สำหรับตลาดแอฟริกาขอแนะนำให้เกริ่นนำ〔 G11 ปัจจัยการ〕แก้ไขอุณหภูมิ Wh ในการเลือกความจุยกตัวอย่างเช่นลากอสไนจีเรียอุณหภูมิโดยรอบเฉลี่ยต่อปีอยู่ที่ประมาณ +28° C และอายุการใช้งานจริงของแบตเตอรี่อยู่ที่ประมาณ 92% ของค่าทดสอบมาตรฐาน (25° C); หากติดตั้งภายใต้หลังคาโลหะที่ไม่มีการแรเงาอุณหภูมิเคสอาจถึง +50° C และอายุการใช้งานจะลดลงเหลือ 78% ของค่ามาตรฐาน

〔128 ความสัมพันธ์ของการ〕ควบคู่ระหว่างอัตรา C และอายุการใช้งาน 〔130 อัตรา〕การชาร์จ/การคายประจุ (C-rate) แสดงถึงจำนวนเท่าของกระแสไฟฟ้าที่สัมพันธ์กับความจุสูงสุด 1C = ชาร์จเต็มหรือปล่อยความจุที่กำหนดภายใน 1 ชั่วโมง ประจุ/คายประจุอัตราสูง exa〔 G11 rbates โพ〕ลาไรเซชันของแบตเตอรี่, ซึ่งนำไปสู่การเสื่อม〕สภาพของความจุ ac〔 G11 lerated

Chanming 5 〔G6 อัตรา〕การคายประจุต่อเนื่องที่ได้รับการจัดอันดับของแบตเตอรี่แบบติดผนังคือ 1C (5 kW) โดยมีจุดสูงสุดที่ 1.5C (7.5 kW, 10 วินาที) ข้อมูลห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่า:

〔137 อัตราการ〕ชาร์จ/การคายประจุ

วงจรชีวิตที่ 25° ซ/80% DOD (รอบ)	เวลาในการย่อยสลายความจุถึง 80% (1 รอบต่อวัน)
0.5C	10,200	27.9 ปี
1.0C	8,200	22.5 ปี
1.5C	6,800	18.6 ปี
2.0C	5,400	14.8 ปี

สำหรับการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนของ〕แอฟริกัน〔 G11 narios กำลังโหลดทั่วไปอยู่ในช่วงตั้งแต่〕 1 ถึง 3 〔G8 ซึ่งสอดคล้องกับอัตราการคายประจุ 0.2-0.6C ซึ่งต่ำกว่าค่าพิกัด 1C ดังนั้นวงจรชีวิตจริงมักจะมีประสิทธิภาพสูงกว่าค่าทดสอบมาตรฐานห้องปฏิบัติการ ซึ่งหมายความว่าภายใต้สภาวะการใช้งานปกติ〕อายุการใช้งาน Servi〔 G11 ที่แท้จริงของ〕แบตเตอรี่ 〔G0 สามารถอดีตCE ed 20 ปี

〔182 กรอบ〕การตัดสินใจสำหรับการเลือกผลิตภัณฑ์ในตลาดแอฟริกา

จากพารามิเตอร์ทางเทคนิคข้างต้นเราเสนอกรอบการตัดสินใจต่อไปนี้สำหรับการเลือกระบบกักเก็บพลังงานEMS ในตลาดแอฟริกา:

ขั้นตอนที่ 1: กำหนดความต้องการไฟฟ้าเฉลี่ยต่อวัน

คำนวณการใช้ไฟฟ้ารายวันของครัวเรือนหรือรถบัสESS ผ่านรายการโหลด (kWh/วัน) ครัวเรือนแอฟริกันทั่วไปใช้ 3 -8 kWh/วันและร้านค้าขนาดเล็กใช้ 8 -20 kWh/วัน

ขั้นตอนที่ 2: คำนวณความจุแบตเตอรี่ที่ต้องการ

สูตร: ความจุที่ระบุของแบตเตอรี่ = การใช้ไฟฟ้ารายวัน ÷ DOD ÷ ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ ÷ ปัจจัยการแก้ไขอุณหภูมิ

〔199 แนะนำ〕ให้ใช้ DOD 80% 〔 201 ประสิทธิภาพของ〕อินเวอร์เตอร์อยู่ที่ 95% 〔 203 ปัจจัยการแก้ไข〕อุณหภูมิ: 0.85 สำหรับการติดตั้งโดยไม่มีที่ร่ม 0.92 สำหรับการติดตั้งที่ร่ม/อากาศถ่ายเทได้ดี

การนำครัวเรือนไนจีเรียที่มีการบริโภค 5 〔G6 ต่อวัน〕และติดตั้งโดยไม่มีร่มเงาเป็นตัวอย่าง:

〔208 ความจุเล็กน้อยของ〕แบตเตอรี่ = 5 ÷ 0.8 ÷ 0.95 ÷ 0.85 ≈ 7.7 〔G6 การกำหนดค่าที่〕 →แนะนำ: 10 kWh (คู่ขนาน〕 5 〔G6 สองตัว)

ขั้นตอนที่ 3: จับคู่กำลังไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์

〔 214 กำลังไฟฟ้า〕ที่ได้รับการจัดอันดับของอินเวอร์เตอร์ควรอยู่ที่ ≥ กำลังไฟฟ้าสูงสุดในครัวเรือน × 1.2 หากโหลดสูงสุดคือ 4 〔〕G8 ให้เลือก〕อินเวอร์เตอร์ 5 〔 kW หรือ 6.2 G8

ขั้นตอนที่ 4: ตรวจสอบความคาดหวังของวงจรชีวิต

อ้างอิงจากอุณหภูมิ DOD และอุณหภูมิแวดล้อมในการติดตั้งจริงดูตารางด้านบนเพื่อประมาณอายุการใช้งานของวงจรเพื่อให้แน่ใจว่าตรงตามอายุการใช้งานการออกแบบโครงการ (ปกติ 10 -15 ปี)

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

LiFePO4 แบตเตอรี่จะมีความจุเท่าไหร่หลังจากใช้งานมา 10 ปีในแอฟริกา

ภายใต้สภาวะอุณหภูมิแวดล้อม +30°C, 80% DOD และอัตรา 0.5C หลังจาก 10 ปี (ประมาณ 3,650 รอบ) กำลังการผลิตที่เหลืออยู่ประมาณ 88 -92% ของมูลค่าเริ่มต้น 〔G9 ICH ยังคงสามารถ〕ตอบสนองความต้องการไฟฟ้าในครัวเรือนได้มากที่สุด

ถ้าปล่อยเพียง 50% ทุกวันแบตเตอรี่จะอยู่ได้นานแค่ไหน

ที่ 50% DOD, วัฏจักรชีวิตคือประมาณ 14,500 รอบ, 〔G9 ICH〕 แปลเป็นประมาณ 39.7 ปีที่อิงอยู่กับหนึ่งรอบต่อวัน ในการใช้งานจริงการเสื่อมสภาพของปฏิทิน (การเสื่อมสภาพที่เกิดจากเวลาเอง) จะกลายเป็นปัจจัยหลักหลังจากผ่านไปประมาณ 20 -25 ปี

จำเป็นต้องใช้เครื่องปรับอากาศหรือพัดลมเพิ่มเติมในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงหรือไม่?

ระดับ〕 การป้องกันChanming แบตเตอรี่ 〔G2 รองรับการระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนตามธรรมชาติและโดยปกติแล้วไม่จำเป็นต้องมีการระบายความร้อนเพิ่มเติม 〔G9 ติดตั้ง〕อยู่บนผนังที่มีอากาศถ่ายเทได้ดี หากติดตั้งในตู้โลหะที่ปิดสนิทหรือในพื้นที่ทะเลทราย (สูงกว่า +50° C) ขอแนะนำให้เพิ่มพัดลมดูดอากาศที่ใช้พลังงานต่ำ

จะตรวจสอบได้อย่างไรว่าแบตเตอรี่ถึงอายุการใช้งานหรือยัง?

BMS จะตรวจสอบและรายงาน SOH (State of Health) แบบเรียลไทม์ Wh en SOH ลดลงเหลือ 80% ขอแนะนำให้วางแผนสำหรับ〕การตอบกลับ〔 G11 MENT ในแง่ของ performan〔 G11 ที่แท้จริง〕ผู้ใช้จะเห็นได้ชัด〕ว่า noti〔 G11 "แบตเตอรี่ enduranCE ถูกทำให้สั้นลงภายใต้โหลดเดียวกัน"

เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด Wh ที่เป็นข้อดีของ LiFePO4 ในแอฟริกา?

LiFePO4 มีวัฏจักรชีวิต 5 -8 เท่าของกรดตะกั่ว, ความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า 3 เท่าและไม่ต้องการการบำรุงรักษาน้ำ〕ปกติ〔 G11 ในพื้นที่ห่างไกลของแอฟริกาการลด〕ความถี่〔 G11 ของการบำรุงรักษาหมายถึงการลดต้นทุนการดำเนินงานรวมของวงจรชีวิตอย่างมีนัยสำคัญ

บทสรุป

ความสัมพันธ์ระหว่างวัฏจักรชีวิตและ DOD ไม่ใช่ทฤษฎีทางเคมีไฟฟ้าที่เป็นนามธรรมแต่เป็นพารามิเตอร์ทางวิศวกรรมหลักที่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อเศรษฐศาสตร์ของโครงการจัดเก็บพลังงานในแอฟริกาการทำความเข้าใจ〕จุด BALAN〔 G11 ที่เหมาะสมที่สุดที่ 80% DOD ผลกระทบของอุณหภูมิต่ออายุการ〕ใช้งานและอิทธิพลของ〔 G11 ที่ควบคู่กันของอัตรา C สามารถช่วยให้ผู้〔นำ〕เข้าและผู้ติดตั้งสามารถเลือกความสามารถทางวิทยาศาสตร์ได้มากขึ้นหลีกเลี่ยงการสูญ〕เสีย〔 G11 ของผู้อยู่อาศัยe ที่เกิดจาก "overburdening" หรือ "over-configuration" 〔G0 ผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่〕ทั้งหมดมาพร้อมกับรายงานการทดสอบที่สมบูรณ์และการรับประกัน 5 ปี สำหรับคำแนะนำในการเลือกเฉพาะโปรดติดต่อทีมเทคนิคของเราสำหรับโซลูชันที่กำหนดเอง

—

ข้อมูลในบทความนี้รวบรวมจากการทดสอบมาตรฐาน IEC 62619 ใน〕ห้องปฏิบัติการ 〔G0 และการทดลองใช้งานจริงCE ในตลาดแอฟริกาพารามิเตอร์เฉพาะอาจแตกต่างกันเล็กน้อยเนื่องจาก〔 G11 ใน〕สภาพแวดล้อมการใช้งาน