O fișă tehnică de baterie poate include 51.2 V, 100 Ah, 5.12 kWh și 6,000 cicluri în doar câteva rânduri. Pentru că aceste cifre apar împreună, este ușor să fie citite ca un clasament: mai mulți volți, mai mulți amperi-oră, mai mulți kilowatt-oră, mai multe cicluri. Dar aceste valori nu descriu același lucru, iar chiar aceeași unitate poate însemna ceva diferit atunci când limita de măsurare sau condițiile de testare se schimbă.Luați două baterii: una evaluată la 51.2 V și 100 Ah, cealaltă la 25.6 V și 200 Ah. A doua are o valoare Ah dublă, însă ambele oferă aceeași energie nominală atunci când este inclusă tensiunea: 51.2 × 100 = 5,120 Wh și 25.6 × 200 = 5,120 Wh. Cu alte cuvinte, ambele sunt 5.12 kWh în acest calcul nominal simplu. Înmulțirea este o scurtătură bazată pe valori nominale, nu o citire de contor a ceea ce va ieși în timpul unei descărcări reale. Tensiunea bateriei se schimbă pe măsură ce bateria funcționează, deci energia efectiv livrată aparține unei întrebări diferite. Pentru o primă comparație, însă, calculul face exact ce este necesar: pune valori Ah diferite pe aceeași bază de energie nominală. Acesta este primul obicei util de învățat dintr-o fișă tehnică: nu comparați Ah înainte de a verifica tensiunea din spatele valorii. (samrepo.nlr.gov)
Problema citirii câte unui număr pe rând
Tensiunea este adesea confundată cu o altă măsură a „câtă baterie” primiți. Nu este. Tensiunea nominală este o valoare de referință folosită pentru dimensionare și proiectare, în timp ce tensiunea reală a bateriei se schimbă în timpul încărcării și descărcării. Modelul de baterie SAM reflectă acest lucru prin distingerea tensiunii nominale de alte puncte de pe curba de tensiune, în loc să trateze tensiunea ca pe un număr fix. Prin urmare, o etichetă de 51.2 V indică clasa nominală de tensiune a bateriei, nu tensiunea exactă pe care o va menține pe toată durata funcționării. (samrepo.nlr.gov)
Pentru un cumpărător sau instalator, acest lucru contează deoarece eticheta nominală este doar un punct de plecare pentru potrivirea electrică. Bateria funcționează într-un interval de tensiune, în timp ce invertorul sau PCS are propriul interval permis de intrare pentru baterie și alte cerințe de compatibilitate. Două produse pot părea similare pe prima pagină a unei fișe tehnice și totuși pot necesita verificări de integrare diferite. Pentru o comparație de bază, lecția practică este mai simplă: tensiunea nominală nu este un scor de calitate și nici, de una singură, o dovadă că o baterie este compatibilă cu un anumit invertor sau PCS.
Valoarea de 5.12 kWh are și ea nevoie de o etichetă proprie. SAM notează că fișele tehnice ale bateriilor pot furniza atât capacitate nominală, cât și o capacitate disponibilă sau utilizabilă mai mică. De asemenea, tratează separat cantitățile DC și AC, deoarece o baterie conectată în AC trece prin echipamente de conversie a puterii înainte ca energia să ajungă la o sarcină AC sau la rețea. Prin urmare, o valoare nominală DC nu este automat aceeași cantitate ca energia utilizabilă la bornele bateriei, iar niciuna nu descrie aceeași limită de măsurare ca energia livrată după conversie. (samrepo.nlr.gov)
Dacă un producător evidențiază energia DC nominală, iar altul energia utilizabilă, numărul kWh mai mare tipărit nu reprezintă neapărat bateria utilizabilă mai mare. Aceeași problemă apare când o valoare AC la nivel de sistem este pusă lângă o valoare DC la nivel de baterie. Înainte de a ierarhiza două valori kWh, asigurați-vă mai întâi că descriu aceeași limită. Dacă fișa tehnică nu precizează acest lucru, definiția lipsă face parte din specificație — nu este ceva de ghicit.
Un număr de cicluri are nevoie de condițiile sale de testare
„6,000 cicluri” pare mai ușor de înțeles decât tensiunea sau capacitatea, dar nu este un calendar. Durata de viață în cicluri este un rezultat de testare, iar condițiile din spatele testului modelează rezultatul. Sandia National Laboratories a desfășurat un studiu multianual pe celule comerciale LFP, NCA și NMC, variind rata de descărcare, profunzimea descărcării și temperatura mediului. Chiar și în limitele specificațiilor producătorilor, aceste condiții diferite de ciclare au produs diferențe substanțiale în degradare și în timpul și numărul de cicluri necesare pentru a ajunge la 80% capacitate. (sandia.gov)
Valoarea de 80% ilustrează o parte separată a comparației. Rata de descărcare, profunzimea descărcării și temperatura influențează modul în care celulele îmbătrânesc în test. Pragul de retenție spune unde este înregistrat rezultatul. Dacă o fișă tehnică numără ciclurile până când bateria ajunge la 80% din capacitatea inițială, iar alta folosește un alt punct final, cele două numere de cicluri nu descriu același punct de oprire. Un număr mai mare de cicluri poate fi în continuare relevant, dar numai după ce condițiile și punctul final sunt aliniate.
Contează și ce anume a fost testat. IEC 62620 acoperă celule și baterii industriale cu litiu, inclusiv aplicații staționare de stocare a energiei, și permite testarea unei unități mai mici ca reprezentativă pentru o baterie atunci când producătorul declară unitatea testată. Este o reamintire utilă să nu transformăm un rezultat de ciclare la nivel de celulă într-o afirmație despre un rack întreg sau un sistem complet de stocare fără dovezi suplimentare. (webstore.iec.ch)
Chiar și un test de cicluri bine definit nu transformă ciclurile într-un calendar. SAM separă degradarea calendaristică, ce apare odată cu vârsta indiferent de ciclare, de degradarea prin cicluri asociată utilizării încărcare-descărcare. Împărțirea 6,000 la 365 dă aproximativ 16.4 ani, dar presupune un ciclu calificat în fiecare zi, în condițiile de testare relevante, și tot nu ține cont de îmbătrânirea din afara acelor cicluri. Este o conversie aritmetică, nu o prognoză a duratei de serviciu. (samrepo.nlr.gov)
Odată ce aceste diferențe sunt clare, cifrele familiare din fișa tehnică devin mult mai ușor de utilizat. Ah devine semnificativ atunci când tensiunea este inclusă. kWh devine comparabil atunci când limitele nominale, utilizabile, DC și AC se potrivesc. Un număr de cicluri devine util atunci când sunt cunoscute condițiile de testare, punctul final și unitatea testată. Scopul nu este să nu avem încredere în specificații; este să comparăm elemente echivalente. Când se întâmplă acest lucru, cifrele nu mai concurează pentru atenție și încep să răspundă la întrebările pentru care au fost create.
