10 důvodů proč LiFEPO baterie nahrazují Pb baterie

31.1.2017

......pořizovací cena lithiových baterií je nižší než cena olověných baterií

Prosolar s.r.o. montuje technologii LFP baterií od roku 2011. ....dozvíte se, že všechno se vším souvisí. Podmínkou spolehlivého provozu HFVE je energetická rovnováha !

č.1

CYKLOVÁNÍ

Cyklování je doba během níž lze jednotlivý článek nebo celou baterii nabít a vybít na konkrétní úroveň nabití nebo vybití. Úroveň/stav nemá nic společného s kalendářním časem – NEZALEŽÍ na tom zda-li byla LiFePO4 baterie pořízena před týdnem nebo před dvěma lety(pozor nenechat samovybíjet!).

Životnost baterií - všeobecně - je závislá na tom, jak hluboko a jak prudce je baterie vybíjená. Pokud budete baterii vybíjet příliš hluboko, pak vám baterie zkolabuje například do tří měsíců. Některé baterie jsou určeny pro 100 cyklů od 100% do 50% plného DOD (typicky autobaterie). Autobaterie jsou plně nabity po většinu svého života, takže 100 cyklů odpovídá době 2-3 let.

LiFePO4 články/baterie mohou být opakovaně vybíjeny.  4000 až 7000 cyklů při 70% až 80% stavu vybití (DOD). Tyto testy byly prováděny v rámci 0,5 CV. To znamená, že baterie je vybitá do 2 hodin. Používají-li se baterie pro menší zatížení, jako je 10-20% DOD pak baterie zvládnou i více cyklů než je výše uvedeno.
Uvedené vlastnosti využíváme při nastavování logiky v námi montovaných hybridních fotovoltaických elektrárnách-klientům naše zkušenosti zaručují dlouhodobou životnost baterií.

č.2

HLOUBKA VYBITÍ (DOD)

Jedním z klíčových parametrů baterií je DOD. Pokud budeme potřebovat kapacitu 100Ah u olověné/Pb/ baterie, pak budete muset nainstalovat 200Ah, aby jste mohli vybíjet do 50% DOD. Pořizovací náklady se tedy zdvojnásobí. Doporučené vybíjení Pb akumulátorů je však pouze do 40% DOD(nad tuto hranici tj.hlubší vybíjení nad 40% DOD dochází k nevratným procesům - sulfatace elektrolytu fotky zde ).

Jinými slovy, pokud nainstalujete olověnou/Pb/ baterii 100Ah, budete mít k dispozici využitelnou kapacitu pouze 40Ah. Pokud budete Pb baterii vybíjet na 60% DOD (tj.40%kapacity) jinak řečeno-budete chtít kapacitu využívat do 60Ah tak je téměř jisté, že se životnost akumulátoru zkrátí na méně než jeden rok. Nedostatečným nebo nesprávným nabíjením Pb baterie dojde ke skutečnému zkrácení její životnosti.
Srovnání zde: olovo patří do šrotu

č.3

DOBA NABITÍ

LiFePO4 mají oproti Pb bateriím vynikající vlastnost. Zmíněnou vlastností je velmi krátká doba nabití na 100% kapacity. Doba nabíjení za normálních podmínek je 3 hodiny, ale může to být také 1 hodina, nebo dokonce pouze 30 minut-záleží na aktuálním výkonu fotovoltaiky. Zde je pár grafů: reference Kasejovice nebo reference Kopřivnice . Avšak mějme na paměti, že při rychlém nabíjení se bude snižovat životní cyklus baterie. V případě nabíjení z FV panelů probíhá nabíjení pomalu a proto se výrazně nesnižuje životí cyklus baterie. FV panely jsou totiž z pohledu fyziky měkký zdroj elektrické energie. Proto je v systému důležitý regulátor dobíjení s funkcí MPPT(vyhledávání maximálního bodu výkonu fotovoltaiky). V námi instalovaných systémech jsou baterie dobíjeny přednostně z fotovoltaiky. Jak z důvodu úspory tak z důvodu prodloužení životnosti baterií.
Krátká doba nabíjení 3 hodiny je velkou výhodou v případě nabíjení baterií LiFEPO4 ze solárních fotovoltaických systémů, které mají omezený časový rámec pro nabijení baterie vlivem přírodní podmínek. Za zamračených dnů není umožněno celodenní nabíjení a FV panely mohou dodávat energii například zmíněné 3-4 hodiny. 
LiFePO4 pro plné nabití shodné tj. využitelné kapacity nabití potřebují pouze 1/3 času oproti olověným akumulátorům o shodné využitelné kapacitě.
LiFePO4 baterie nemusí být nabity na 100% kapacity....mohou být nabity například na 30% nebo na 70% kapacity. Další skvělá vlastnost LiFePO4/LFP baterií !! 

č.4

KONSTATNÍ KAPACITA

Je-li baterie o kapacitě 100Ah vybitá při 1C, tak články, budou v dané době schopny dodávat asi 95% kapacity. Takovýmto vybíjením baterie LiFEPO netrpí a to podle Peukertova zákona.
V roce 1897, německý vědec W. Peukert jako první popsal kapacitu baterie Pb. Zvýšená rychlost vybíjení měla za následek snižování dostupné kapacity a to je právě problém chemie Pb baterií.
Výše uvedená vlastnost Pb baterií má za následek klesající efektivitu baterie. Pokud vložíte R150 pro nabití 100kWh baterie tak zpět můžete získat pouze 50% kapacity zpět, budete tedy vkládat R300 nebo R3.0 / kWh pro 50kW, které budete moct extrahovat z baterie.

 č.5

TEPLOTNÍ STABILITA

LiFePO4 lze nabíjet a vybíjet při mnohem vyšších teplotách. Vyšší teploty nesnižují kalendářní životnost chemického složení. Některé olověné baterie jsou dimenzovány na životnost 15 let, ale stabilní pouze při 25 ° C(!). Není-li olověná baterie v prostředí se stálou teplotou 25 ° C tak se 15 let deklarované životnosti i u těch nejdražších, může zkrátit na pouhé 2 roky. To znamená, že Pb baterie musí být v kontrolovaných podmínkách a to trvale(!). Náklady na udržování Pb baterií po dobu 15ti let masivně zvyšují náklady na Pb technologie.

Pracovní rozsah teplot pro LiFePO4 je od -20 ° C do + 60 ° C (extrémně studené nebo teplé počasí nebude mít vliv na výkon baterie). Nabíjení však provádějte při teplotě vyšší než 0 ° C, ale jednorázově můžeme nabíjet i při -20 ° C. Pokud budet opakovaně nabíjet při -20 ° C pak budete snižovat životnost LiFePO4 baterie.

č.6

ENERGETICKÁ HUSTOTA 

Vysoká hustota uskladněné elektrické energie má za následek snížení hmotnosti a objemu.

Hustota elektrické energie u baterie složené z cylindrických článků LiFEPO4 je přibližně 248Wh/kg.

č.7

NÍZKÉ SAMOVYBÍJENÍ 

LIFEPO4 technologie zaručují nízké samovybíjení, které je nižší než 2% měsíčně. To znamená úsporu udržovacích nákladů. Nabití je vhodné provést aspoň 20minut jednou za 3 měsíce a udržet tak baterie v nabitém stavu.
Pokud se vám někdo chlubí, že má kontejner baterií k dispozici tak od něj nic nekupujte. Buď lže a nebo je to odborník "na baterky" v tomto případě olověné - nic neví o  samovybíjení a nebo vám bezskrupulózně hodlá instalovat baterie zdevastované samovybíjením/uložením v kontejneru.

 č.8

POŘIZOVACÍ NÁKLADY

Pokud vezmeme v úvahu veškeré předchozí důvody v potaz při finanční simulaci pak bude zřejmé, že LiFEPO4 na dobu 10 nebo 20 let, jsou ve všech ohledech lepší, než jakékoliv jiné technologie baterií doposud používané ve většině aplikací. Z toho je jasné, proč po LiFePO4 roste poptávka a baterie získávají půdu pod nohama v masovém měřítku v Asii a už i Evropě.
V roce 2017 jsou ceny LiFePO4(LFP) akumulátorů na 1kWh nižší než ceny olověných akumulátorů. (Lithium je levnější než olovo)

č.9

BEZPEČNOST JE PRVOTNÍ !!

 

LiFePO4 mají extrémně stabilní chemické složení a jsou bezpečné. LiFePO4 jsou NEHOŘLAVÉ, protože neobsahují hořčík (Mg-mangan). TESLA (Proč hoří TESLY ? zde) v podobě TESLA POWERWALL a BMZ zcela jaksi odvážně do domu nabízí samovznětlivé a prudce hořlavé baterie s hořčíkem (teplota hoření hořčíku je 2200°C; bod tavení železa je 1500°C). Články 18650 Li-ION mají totiž složení LiNiMnCo/LNMC - lithium, nikl, mangan/hořčík a kobalt. 

Jednotlivé články jsou skutečně bezpečné. Nedojde k explozi nebo vzplanutí při nárazu v případě přebití nebo zkratu. Což neplatí pro Li-ION tyto hořčík obsahují. Hořčík si při hoření vytváří vlastní kyslík - hoření je totiž z pohledu chemického procesu oxidace(prudké okysličování) materiálu/ů....

LiFEPO4 mají vysokou tepelnou stabilitu až do 500 ° C. (tj.500% kapacity, virtuální zkrat)

č.10

ŠETRNÉ K ŽIVOTNÍMU PROSTŘEDÍ

LiFePO4 neobsahují žádné toxické nebo těžké kovy, jako je olovo a kadmium. Nebo nebezpečné žíraviny jako H2SO4. A proto, že neobsahují žádné nebezpečné látky nebo kovy jsou Lixxxx technologie považovány za jedny z nejvíce ekologicky bezpečných baterií, které máme nyní k dispozici. Lixxx technologie mají vynikající recyklační potenciál.