Защо „ефективен“ означава нещо различно от това, което повечето купувачи предполагат
Собственик на имот, управляващ слънчева-плюс-система за съхранение, веднъж ни попита защо батерията им, оценена на 10kWh, изглежда никога не доставя повече от около 9kWh използваема мощност дори при пълно зареждане. Нищо не беше наред с батерията. Това, което виждаха, беше загуба на-ефективност при двупосочно пътуване, нормалната разлика между енергията, вложена в батерията, и енергията, действително възстановена от нея, число, което почти никога не се появява в основния спецификационен лист, но има реален, измерим ефект върху това колко система за съхранение на енергия от батерия действително доставя на практика.
Повечето купувачи сравняват капацитета, цената и живота на цикъла, когато пазаруват за съхранение, и почти изцяло пропускат ефективността. Това е грешка, защото система с посредствена ефективност на практика ви струва реални пари и реален използваем капацитет всеки отделен цикъл, докато я притежавате.
Какво всъщност измерва-ефективността на двупосочно пътуване
Основната формула - изходяща енергия, разделена на входяща енергия
Двупосочната -ефективност се изчислява като енергията, разредена от батерия, разделена на енергията, вложена за зареждането й, изразена като процент. Батерия, която приема 10kWh за зареждане и доставя 9,2kWh обратно, има-ефективност на отиване и връщане от 92%, като останалите 8% се губят като топлина и други загуби по време на процеса на зареждане и разреждане.
Къде всъщност се случват загубите
Загубите възникват в множество точки: вътрешното съпротивление по време на зареждане генерира топлина и губи енергия, същото се случва отново по време на разреждане, а самата система за управление на батерията консумира малко количество енергия за функциите за наблюдение и балансиране. Загубите при зареждане обикновено представляват приблизително 3-5% от общите загуби, загубите при разреждане още 2-4%, като разходите за BMS обикновено допринасят с допълнителни 1-2% в зависимост от дизайна на системата.
Сравняване на-ефективността на двупосочните химикали
Химия на батерията спрямо типична-ефективност на двупосочно пътуване
| Химия | Типична{0}}ефективност на отиване и връщане | Първични фактори на загуба |
|---|---|---|
| Оловна{0}}киселина | 70-85% | Високо вътрешно съпротивление, сулфатиране с течение на времето |
| Стандартен литиево-йонен (NMC/NCA) | 92-98% | Ниско вътрешно съпротивление, незначителни разходи за BMS |
| LiFePO4 | 92-97% | Подобно на стандартния литиево-йон, малко по-нисък пик поради по-ниската проводимост |
| солена вода | 75-85% | По-високо вътрешно съпротивление от литиевите химикали |
| Проточна батерия | 65-80% | Консумация на енергия на помпата, кросоувър загуби на електролит |
Как системата за управление на батерията влияе-на ефективността в реалния свят
Балансиране на режийните разходи и разходите за ефективност
Всеки BMS консумира малко енергия за наблюдение на напрежението на клетките, температурата и за активно балансиране на клетките в рамките на пакет, а тези разходи са реални, макар и малки, разходи за ефективност, включени във всеки цикъл. Дизайнът на системата за управление на батерията за съхранение на енергия пряко влияе върху това каква част от тези разходи съществуват, с добре-проектирани системи, минимизиращи загубите при балансиране чрез по-ефективна пасивна или активна схема за балансиране.
Защо зле настроен BMS може спокойно да губи 3-5% от всеки цикъл
BMS с неефективно или прекалено агресивно балансиране на клетките може да загуби допълнителни 3-5% от енергията на цикъла отвъд това, което самата химия иначе би загубила, разлика, която е невидима в основния спецификационен лист, но се натрупва значително в хиляди цикли през експлоатационния живот на системата.
Фактори, които намаляват ефективността извън химията
Няколко условия на работа намаляват-ефективността в реалния свят, независимо от химията:
Високите скорости на зареждане или разреждане (C-rate) увеличават вътрешните загуби на съпротивление, понякога намалявайки ефективността с 2-4% при скорости над 1C в сравнение с по-бавното зареждане от 0,5C
Екстремните температури, както горещи, така и студени, увеличават вътрешното съпротивление и намаляват ефективността, като производителността обикновено пада с няколко процентни пункта извън работния диапазон от 15-35 градуса
Стареенето на батерията постепенно увеличава вътрешното съпротивление през експлоатационния живот на системата, като обикновено намалява ефективността с процент или повече след няколко хиляди цикъла
Лошото балансиране на клетките в много{0}}клетъчен пакет принуждава някои клетки да работят по-усилено от други, намалявайки общата ефективност на пакета
Защо по-високата ефективност не винаги е решаващият фактор
Батерия с малко по-ниска-ефективност на отиване и връщане не е автоматично грешен избор, ако предлага значително по-добра цена, живот на цикъла или граница на безопасност за вашето конкретно приложение. Разликата в ефективността от 2-3% е по-важна за широкомащабни или високоциклични комерсиални системи, отколкото за малка жилищна резервна система, която рядко получава пълен цикъл, така че си струва да претеглите ефективността спрямо другите фактори, които всъщност определят общите ви разходи за притежание.
Реално-приложение -, изчисляващо истинската цена на загуба на ефективност
Търговско съоръжение, изпълняващо ежедневни цикли на зареждане-разреждане от 20 kWh, сравнява две LiFePO4 системи, едната с 95% ефективност и една с 91%. При търговска тарифа за електроенергия от приблизително $0,15 за kWh, тази разлика в ефективността от 4% се равнява на около $0,12 в разхода за пропиляна енергия за дневен цикъл, което звучи тривиално, докато не се комбинира с 365 цикъла годишно за 10-годишен живот на системата, което възлиза на общо над $400 чиста загуба на ефективност в допълнение към цената на по-малко ефективната система за закупуване на първо място.
Как да проверите твърденията на производителя за ефективност
Преди да се доверите на обявената стойност за ефективност, потвърдете следното:
Попитайте дали цитираната ефективност отразява-тестване в реалния свят или оценка,-базирана на теоретична химия
Поискайте конкретните използвани условия за изпитване, включително температура и C-степен, тъй като стойностите за ефективност, измерени при идеални лабораторни условия, рядко съвпадат с полевите резултати
Проверете за потвърждение от-трета страна, вместо да разчитате единствено на отчетените от-производителя числа
Как да изберем надежден производител за високо{0}}проекти за съхранение
Струва си да попитате всеки производител на батерии за съхранение на енергия, който оценявате, за действителни-данни от теста за ефективност при условия, съответстващи на предвидения ви случай на употреба, а не само за основен процент на ефективност. Една сериозна фабрика за батерии за съхранение на енергия трябва да може да обясни своя подход за балансиране на BMS и въздействието му върху ефективността, а надежден доставчик на едро за съхранение на енергия на батерии трябва да е прозрачен за това как ефективността се променя при различни нива на зареждане и температури, вместо да цитира едно единствено най--число.
ЧЗВ
В: Коя химия на батериите има най-висока-ефективност на двупосочно пътуване?
О: Стандартните литиево-йонни и LiFePO4 обикновено постигат 92-98% двупосочна-ефективност, значително по-висока от оловно-киселинните (70-85%) или проточните батерии (65-80%).
Въпрос: Влияе ли системата за управление на батерията на ефективността?
A: Да. Режийните разходи за балансиране на BMS обикновено представляват 1-2% от загубите в цикъла, а лошо проектираната BMS може да загуби допълнителни 3-5% повече от това, което самата химия би загубила.
В: Температурата влияе ли върху ефективността на батерията?
О: Да, значително. Ефективността обикновено пада с няколко процентни пункта извън работния диапазон от 15-35 градуса, тъй като екстремните температури увеличават вътрешното съпротивление както по време на зареждане, така и по време на разреждане.
Въпрос: Винаги ли си струва да плащате повече за по-ефективна батерия?
О: Не е задължително. Ефективността е по-важна за комерсиални приложения с висока{1}}цикличност, отколкото за системи, които циклично се движат рядко, така че си струва да претеглите ефективността спрямо разходите, живота на цикъла и безопасността за вашия конкретен случай на употреба.
Ефективността-на двупосочен път варира значително в зависимост от химията, като LiFePO4 и стандартният литиево-йон са водещи в полето, но дизайнът на BMS и реалните работни условия определят каква част от тази номинална ефективност действително се проявява при ежедневна употреба. Ако сравнявате системи и искате да видите проверени данни за ефективност при условия, съответстващи на вашия проект, с удоволствие ще споделим документация и ще организираме проба или официална оферта, след като разберете от какво се нуждае вашето приложение.
