Esistono molti tipi di stoccaggio di energia elettrica; da condensatori, volano a batterie ricaricabili di varie tecnologie. Tuttavia, in casa, in ufficio o in fabbrica, solo pochi sono pratici o economici.

Dal lato batteria, come la forma più pratica di archiviazione, ci sono alcune sfide e compromessi che devono essere considerati. Ad esempio il costo delle batterie e le loro prestazioni specifiche in termini di efficienza di ricarica, efficienza di scarico e prestazioni di auto ammortamento rispetto al prezzo.

La ricarica da Solar o Wind sarà più economica per una batteria al piombo acido da 12 Volt completamente scarica (10,7 volt a vuoto) a circa l’87% della carica con un’efficienza del ~ 91%. Dall’87% al 100%, l’efficienza di ricarica scende al 55% a meno che non venga caricata molto lentamente, il che non è possibile per i cicli giornalieri. Il costo iniziale per un Watt-ora grezzo (R-Wh) per batterie al piombo acido allagate è di circa $ 0,24 .. $ 0,19. La dimensione della capacità della batteria dipende anche dal modo in cui si desidera utilizzare la batteria. Ci saranno due numeri di importanza, il costo per Watt-ora utilizzabile (U-Wh) e la durata prevista nei giorni ciclo.

Gli U-Wh sono significativamente inferiori a quelli dichiarati dal produttore e dipendono da una serie di altri fattori, come l’area di funzionamento generale tra il 55% di scariche e il 13% di scariche. Quando si opera in quest’area, l’efficienza di carica è aumentata a circa il 91%, ma la durata del ciclo di una batteria al piombo è notevolmente ridotta e si devono utilizzare i grafici del produttore della batteria per determinare la durata del ciclo realistico. Se utilizzato con generazione solare o bilanciamento del carico , un giorno ciclo è per lo più un giorno dell’anno. Se il consumo energetico è inferiore durante i fine settimana, ciò può prolungare la durata della batteria al piombo, poiché è possibile applicare la carica antolfo solforazione durante tale periodo.

Efficienza di carica del 91% (a U-Wh 32% di R-Wh)

Tipo di batteria / Durata ciclo prevista (giorni)
Supermarket Chain Store 12 Volt Car Battery / 300 (meno di un anno)
Marine Deep Cycle / 400 (poco più di un anno)
Piombo acido al piombo sigillato (250 Ah / 12 Volt) / 900 (2..3 anni)
Piombo gestito al piombo (1000 Ah / 12 Volt) / 1.400 (4..5 anni)

Quando si utilizzano batterie al piombo acido allagate nell’area di funzionamento tra il 90% del carico e il 70% del carico (il 10% scaricato al 30% scaricato) la durata del ciclo è notevolmente migliorata ma l’efficienza di ricarica non è buona a meno che le batterie non siano cariche molto lentamente, nel qual caso l’efficienza di ricarica può essere migliorata a circa l’83%. In questo caso, la capacità della batteria deriva dalla velocità di carica più efficiente che si traduce in banchi batterie molto grandi.

Efficienza di carica del 55% (U-Wh 20% o R-Wh)

Tipo di batteria / Durata ciclo prevista (giorni)
Supermercato catena negozio 12 Volt Car Battery / 350 (meno di un anno)
Marine Deep Cycle / 450 (più di un anno..1.5 anni)
Piombo acido al piombo sigillato (250 Ah / 12 Volt) / 1000 (5.,6 anni)
Piombo gestito al piombo (1000 Ah / 12 Volt) / 1600 (7,10 anni)

Efficienza di carica del 95% (U-Wh 70% di R-Wh)

Quando si usano batterie LiFePO o anche note come batterie al Litio Ferro Fosfato, l’efficienza di carica e scarica è significativamente più elevata intorno al 95% a una percentuale più elevata di U-Wh rispetto al 100% di R-Wh, ma il costo può essere da 2 a 3 volte il costo dell’acido di piombo allagato con 2x durata del ciclo estesa all’80% della capacità originale. L’economia totale si calcola esattamente come lo stesso costo in 10 anni rispetto al sistema equivalente di batterie al piombo acido per circa le stesse prestazioni di stoccaggio e scarico. Tuttavia, lo spazio di archiviazione e il peso per la stessa capacità sono fortemente a favore di LiFePO con 1/3 di volume e peso delle batterie al piombo e metà del peso e del volume delle batterie Ni-Fe. Inoltre, quando si inizia a guardare condizioni non pericolose (freddo, caldo, carica imprevedibile e profondità di scarica), le prestazioni della batteria al piombo si riducono drasticamente e vale il costo corrente di un sistema di batterie LiFePO .

Efficienza di carica del 90% (U-Wh 80% di R-Wh)

Quando lo spazio e il peso non sono così importanti, una batteria Ni-Fe è una soluzione, richiede un ambiente di stoccaggio e di funzionamento di 0 ° ..45 ° C (32 ° ..117 ° F) e quindi deve operare in in una zona climaticamente controllata o con un raffreddamento più sofisticato incorporato nella cella della batteria. Tuttavia, l’efficienza di carica e scarica è elevata con il 90% e il tempo di ciclo è nei cicli 3000-plus, con una durata di vita di oltre 10 anni. Le batterie Ni-Fe sono note per durare 20 anni mantenendo la piena capacità.

Ciò che questo significa per i sistemi di bilanciamento del carico basati sulle batterie è che il costo per l’apparecchiatura per caricare le batterie in modo efficiente e le dimensioni corrette della batteria per ottimizzare l’efficienza di ricarica e la durata (tempo di sostituzione) devono essere attentamente presi in considerazione per determinare le dimensioni del sistema che possono produrre un recupero dal bilanciamento del carico .

Entrambi i sistemi, acido di piombo allagato e LiFePO , beneficeranno di ciascuna cella completamente gestita da un controller di carica appropriato anziché utilizzare batterie a più celle che non consentono la gestione o la sostituzione di singole cellule. Le batterie Ni-Fe sono più indulgenti per sovraccarico e sotto carico, ma richiedono un rabbocco d’acqua su base regolare o un sistema automatico per eseguire la manutenzione automatica.

La frequenza con cui è necessario sostituire le batterie o integrare una capacità aggiuntiva influirà sul ROI o sul costo per Watt (Wh) archiviato e rilasciato. Potresti decidere che è più economico aggiungere il 20% di nuove batterie alla fine della vita dell’80% se il tuo tipo di batteria continuerà a ridurre la sua capacità alla stessa velocità per ciclo rispetto alla capacità dell’80% punto. In questo caso devi pianificare in anticipo lo spazio richiesto per il 20% in più. È quindi possibile disattivare il 20% quando la capacità totale ha raggiunto nuovamente l’80% e sostituirla con il 20% di nuove batterie e così via.

disconoscimento
In questo articolo non viene fatto alcun reclamo in merito all’accuratezza di valori, prezzi o altre informazioni dati in quanto indicazioni o stime approssimative basate su informazioni pubblicamente disponibili e sull’esperienza dell’autore.

Suggerimenti per la selezione di una batteria
Alcuni produttori di batterie sono maestri nel travisare la vera performance dei loro prodotti.

Sebbene la batteria di una catena di supermercati abbia normalmente una garanzia di 1 anno, non ha Amp Hour (Ah) né un rating e sopravviverebbe solo a 150 scariche profonde a cicli completamente carichi, impoverendo la sua capacità al 50% o fallendo completamente.

Non utilizzare batterie per le quali non è possibile ottenere diagrammi di durata del ciclo che mostrino dopo quanti cicli profondi sia stato raggiunto il limite dell’80% della capacità.

Avviare un’automobile o un trattore una volta al giorno non è un ciclo profondo, i cicli di avviamento e di avviamento non hanno rilevanza in un’applicazione di bilanciamento del carico.

Una batteria fatta per l’applicazione avrà una valutazione Ah e / o Wh. Tieni presente che se la tua applicazione è progettata in modo critico, la capacità tiene conto dell’80% della capacità alla fine della vita.