acumulatoare cu litiu pentru stcarea energiei regenerabile

[cavit]

Intetinez sa discutam in acest topic despre solutii disponibile pe piata pe care le utilizam deja, sau pe care le putem achiziona.

LTO :Ltiu titan oxid, Anod, TiO2 nanoparticule, Catod MnO2 nanoparticule, electrolit sare de litiu in solvent organic.

Lifepo4: litiu fier fosfat, anod, grafit, catod fosfat de fier, nanoarticule, sau nu. electrolit sare delitiu in solvent organic

NMC: nickel mangan cobalt, Anod grafit, catod compozit oxizi nikel mangan cobalt electrolit sare delitiu in solvent organic.

Mai sunt si altele, dar astea functioneaza la temperaturi obisnuite si sunt disponibile pe piata in formate potrivite pentru un sistem fotovoltaic casnic adica celule de la 20 la 1000ah.

Litiu Ion clasice au anod de grafit si catod de CoO2 ,electrolit sare de litiu in solvent organic, nu sunt prea bune pentru sisteme de energie regenerabila, deorece sunt fragile, au mare tendinta sa ia foc, iar cobaltul este scump si in cantitati limitate.

NMC este asemanator cu li ion doar ca au o varianta mai ieftina si mai robusta pentru catod, foloseste mai putin cobalt.

Lifepo4 sunt facute din materiale comune ieftine, grafit si fosfat de fier, varianta simpla are o viata ciclica limitata si se comporta prost pe frig, varianta aditivata cu Yitriu este mai buna, dar Yitriul este foarte rar, disponibilitatea este limitata.

LTO sunt facute din materiale comune oxid de titan si oxid de mangan, in plus elecrozii colectori sunt folie de aluminiu atit la catod cat si la anod, bateria nu contine cupru ca in cazul celorlalte acumulatoare cu litiu. faptul ca invelisul si colectoarele sunt all aluminium, ofera un avantaj ca stabilitate chimica si la cost.

 

Personal utilizez acumulatore LTO 2 siruri a cate 55 celule de 40 Ah aprox 10 Kwh la 120v nominal.

Optiunea mea pentru LTO a venit in urma testelor la temperaturi  sub zero celsius, afara pe tim de iarna, In cazul LTO performanta nu este afectata.

Alte tipuri de acumulatatore cu litiu indragite de cei cu sisteme fotovoltaice sunt cele de tip litiu fier fosfat LiFePO4, incluzand si versiunea aditivata cu Yitriu LiFeYPO4, Ytriul areun efectt similar cu stibiul la cele cu plumb, imbutateste viata ciclica, si performanta la temperatura joasa si acumulatoarele de Tip NMC , care seutilizeaza de obicei pe autoturisme electrice.

LTO sunt cele mai scumpe , raportat la capacitatea energetice, LiFePO4 intermediar , Iar NMC cele mai Ieftine.

Densitatea energetica este cea mai mica la LTO si cea mai mare la NMC fiid legata direct de tensiunea celulelor.

 

 

[gsabac]

Daca facem abstratie de pret, incarcarea si descarcarea unei astfel de conexiuni este supusa hazardului, unele elemente se vor supraincarca(si se vor umfla) iar altele se vor descarca mai mult decat trebuie (si se vor deteriora).

Deci solutia dvs. pentru echilibrare care este in acest caz, sau bateriile folosite nu necesita asa ceva?

Am vazut ca bateriile de acumulatori pentru uz casnic produse in China au tot felul de protectii, surt, foc, supraincarcare subdescarcare...

@gsabac

[cavit]

Intr-adevar aceste acumulatoare trebuie egalizate, problema principala pentru mine este nivelul de complexitate al sistemului, nu pot construi si gestiona stucturi prea complexe, de aceea nu am instalat un sistem de management (BMS) pe aceste acumulatoare.

Din acelasi motiv nu prea fac postari civilizate, as putea face postari foarte scurte mai usor de gestionat, dar ceea ce am de prezentat necesita o anumita lungime si complexitate, in plus calculatorul acesta E402S lo power i-mi face numai probleme la editare, ramin in buffer tot felul de prostii, nu stiu de unde le incarca, dar tot felul de mizerii de pe alte forumuri, si de pe aiurea.

Revenind la acumulatoare exista trei modalitati de egalizare, MB: mid ballance cea mai simpla,se conecteaza in paralel si se lasa cateva saptamini, apoi se pot monta in serie, BB: bottom ballance, se descarca complet fiecare celula individual sau toate in paralel, apoi se monteaza in serie, TB: top ballance, e incarca complet fiecare individual, sau in paralel, sau prin limitarea tensiunii cu ajutorul BMS-ului.

BB este bun in cazul in care exista riscul sa se descarce pana in zero, tensiunile pe celule nu se vor inversa, inversarea tensiunii distruge celula.

MB este simplu de realizat si este potrivit pentru utilizarea pe mijlocul domeniului de tensiune disponibil.

TB se poate face automat de catre BMS atunci cand bateria se incarca complet, dar este nociv pentru baterii, bateriilor cu litiu nu le place incarcate 100%, de aceea am setat tensiunea limita pentru un o stare de incarcare (SOC) de caa 90% tinand cont si de timpul cat bateria este mentinuta la acea tensiune.

Cat priveste siguranta in exploatare (safety) aceste acumulatoare LTO sunt sigure in caz de abuz, comparativ cu alte acumlatoare cu litiu, nu se aprind si nu intretin arderea in caz de supraincarcare, au electrozi ceramici sinterizati din nanoparticule de substante necomustibile,nu intretin arderea nici daca sunt bagate in foc.

 

In cazul concret personal aceste acumulatoare au viteze de autodescarcare diferite si necesita egalizare manuala de 3-4 ori pe an pe care o realizez cu ajutorul unui rezistor de putere special confectionat din tabla de fier taiata in zig-zag si o sursa  de joasa tensiune 10a cu redresare sincrona modelul rezonant LLC.

Un sir il am in explatate de caa3 ani, a trecut 2 ierni, altul de un an si ceva, a trecut o iarna, compotamentul lor este predictibil, fiecare celula se comporta ca in ziua cand le-am instalat, performanta este buna, am sudat cu ele 15 kg de electrod bazic, in afara de functionarea normala casei si alte scule electrice.

 

Editat Aprilie 12, 2020 de cavit

[gsabac]

Interesanta metoda manuala de management pentru acesti acumulatori. Cred ca cei mai convenabili ca pret ar fi unii recuperati din bateriile auto defecte,

 care au si sistemele de managemant. Chiar ati cheltuit cateva mii de dolari pe acumulatori?

Totusi nu inteleg de ce ati afirmat ca "Personal utilizez acumulatore LTO 2 siruri a cate 55 celule de 40 Ah aprox 10 Kwh la 120v nominal."

 pentru ca un sir de 55 de celule ar generea intre 160V si 190V in sarcina, sau nu este asa.

Va rog sa ma scuzati ca am pus doar intrebari, dar nu am nici un fel de experienta cu aceste tipuri de acumulatori de putere mare.

@gsabac

[cavit]

Tensiunea nominala este 2.3v/cell tensiunea minima 1,8v dar in practica 2v, si maxima 2,7v, dar in practica 2,6v, daca sunt mentinute in float la 2,5v/cell se vor incarca in timp pana la 95% SOC

Iata ce afisa coulometrul in jurul orei 12, nu apare KWh ci doar Kw pentru ca nu a lasat loc pe display, la eficienta nu este chiar corect deorece softul are un mic bug, cand ajunge la tensiunea maxima sau minima setate reseteaza SOC la 100% sau 0% incarcarea continua insa pana ce curentul scade in zero, de aci diferenta.

Am pus capacitatea 60Ah cat am real intre tensiunile la care le utilizez,, de la 2,7 la zero sunt vreo 40 si ceva Ah pe celula.

 

Atat costa, dar erau strict necesari, cu plumbul nu prea faci treaba, nici vorba de sudura, avand la dispozitie o resursa de energie mai fiabila am facut si mai multa treaba, confectii metalice, oricum nu pot sa o utilizez la tot ce poate

Editat Aprilie 12, 2020 de cavit

[roadrunner]

Cavit,

Banuiesc ca E.In si En.Out e energia acumulata (integrata) pe o perioada mai lunga? cat de lunga?

Nu am inteles ce e Eff, m-am prins ca e raportul En.Out / En.In, care seamana cu gradul de utilizare - corect?

RR

Editat Aprilie 12, 2020 de roadrunner

[cavit]

Asta e cam pe o luna, de pe la ora13 pana la17 merge in regim de float curentul prin baterie este zero, restul merge pe diverter la o rezistenta pentru incalzire, cel mai mult mi-a bagat in baterie 2 kw, puterea medie reala este cam 1,5kw, puterea instalata este 2,3kwp, dar am panourile in unghi pentru iarna, iar un sir este vertical sa nu stea zapada pe ele,

[roadrunner]

Ma refeream la faptul ca marimea En.Out/En.In e denumita Eff.  (effective ? efficeincy ? ambele incorecte) - dupa cum e calculata e gradul de utilizare si e normal sa se reseteze valorile care acumuleaza En.In /En.Out pe zero cand se atinge valoarea minima pe acumulatori (cand sunt descarcati complet) - nu cred e un bug e asa cum ar trebui sa fie dupa parerea mea.

RR

[cavit]

Eff am intentionat sa fie eficienta energetica acumulatorului energia iesita raportat la energia intrata, asa ar trebui, masoara tot ce intra si tot ce iese, cineva mi-a scris softul, nu stiu exact ce face, i-am zis ca la energie sa nu reseteze nimic, sa arate cat a intrat si cat a iesit pe o perioada de timp.

A scris softul mi-a zis ca l-a facut sa ignore curentii sub 100ma caci  in teste la el era cam zgomotos, pe timp de noapte curentul poate scade sub 100ma, si pierde de la contorizare acea energie, din acest motiv iese eficienta energetica asa mica, teoretic ar trebui sa fie cam 85%.

[roadrunner]

Cum citesti curentul? poti posta schema la amplificatorul de shunt - poate e loc de imbunatire pe acolo ca sa nu mai ignori curent sub 100mA.

RR

 

[cavit]

Curentul il citesc cu un LEM de 200A cu 4 spire prin el, deci 50A, mai sensibil nu pot ca il satureaza cand sudez nu ma complic cu shunturi si bucle de masa, nu voi pune acolo cuplaj galvanic ca-mi bat cuie in talpa.