Batareyada Ah nə deməkdir? Amper Saat Reytinqləri

Müştərinin mənə neçə dəfə zəng vurduğunu və riyaziyyatın 8-ə çatması lazım olduğunu dediyi zaman “200Ah batareya bankının” nə üçün şirəsi bitdiyini soruşduğunun hesabını itirmişəm. Qısa cavab? Etiketdəki Ah rəqəmi insanların çoxunun düşündüyü şey demək deyil.

Batareyada Ah nə deməkdir?Bu, amper{0}}saat-akkumulyatorun nə qədər elektrik yükü saxladığını göstərən ölçüdür. Bunu yük maşınındakı yanacaq çəni kimi düşünün. 100{6}}qalonluq çən sizə tutumu bildirir, lakin o, əslində nə qədər sürəcəyinizi demir. Bu, daşıdığınız yükdən, relyefdən, havadan və mühərrikinizin-yanacaq və ya qaz atıcı olmasından asılıdır.

Batareyalar eyni şəkildə işləyir. 100Ah reytinqi o deməkdir ki, batareya nəzəri olaraq bir saat ərzində 100 amper və ya on saat ərzində 10 amper və ya yüz saat ərzində 1 amper verə bilər. Ancaq "nəzəri olaraq" bu cümlədə çox ağır yüklər qaldırır.

Kommersiya obyekti, sənaye ehtiyat nüsxəsi sistemi və ya kommunal layihə üçün akkumulyator alan hər kəs üçün əslində vacib olan budur: məlumat vərəqində çap olunanlarla real dünyada görünənlər arasındakı boşluğu başa düşmək. Bunu səhv başa düşsəniz, ya heç vaxt istifadə etməyəcəyiniz tutuma görə pul ödəyirsiniz, ya da ehtiyat sisteminiz -kəsinti ortasında çıxdıqda sındırırsınız.

Riyaziyyat Sadədir. Reallıq Deyil.

Əsas düstur daha asan ola bilməz:

İş vaxtı=Batareya Tutumu (Ah) ÷ Yük Cərəyanı (A)

100Ah batareyanız var? 10 amperlik yüklə işləyirsiniz? Bu 10 saatlıq iş vaxtıdır. Bitdi.

İstisna... əslində yox. Mən heç vaxt batareyanın laboratoriyadan kənarda tam nominal tutumunu çatdırdığını görməmişəm. Bu düsturun sahədə dağılmasının səbəbi budur:

Boşaltma dərəcəsi problemi

Batareya istehsalçıları xüsusi şərtlər altında tutumu yoxlayır{0}}adətən 20 saat ərzində yavaş, yumşaq boşalma (C/20 dərəcəsi deyilir). 100Ah batareyanız düz 20 saat ərzində cəmi 5 amper çəkərək bu reytinqi əldə etdi.

Ancaq ehtiyat sisteminiz 5 amper çəkmir. O, 50 və ya 100 çəkir. Və cərəyanı bu qədər sürətlə çəkdiyiniz zaman nominal tutuma yaxın bir yerə çatmırsınız.

Temperatur Faktoru

Batareyalar soyuq havaya demək olar ki, mənim qədər nifrət edir. Dondurucu temperaturda nominal gücün yalnız 70-75%-ni əldə edə bilərsiniz. -20 dərəcədə? Sən bəlkə də yarısına baxırsan.

Mənim Minnesotada bir müştərim var idi, o, yay performansına əsaslanaraq açıq telekommunikasiya ehtiyat nüsxəsini təyin etdi. İlk soyuqluq, sistem uğursuz oldu. Bahalı dərs.

Kimya boşluğu

Bu, böyükdür və ən bahalı səhvləri burada görürəm.

100Ah qurğuşun{1}}turşu batareyası və 100Ah litium batareya eyni şey deyil. Hətta yaxın deyil. Bu, sedandakı 100{6}}qalonluq çəni yarı yük maşını ilə eyni sayda, tamamilə fərqli istifadə diapazonu ilə müqayisə etmək kimidir.

Niyə Qurğuşun{0}}Turşu və Litium Ah Qiymətləri Birbaşa Müqayisə Mümkün deyil

Hələ 1800-cü illərin sonlarında Wilhelm Peukert adlı bir alman alimi əlverişsiz bir şey tapdı: batareyanı nə qədər tez boşaldsanız, ondan bir o qədər az ümumi enerji alırsınız. Onun riyaziyyatı bu gün də bizi izləyir.

Praktik versiya budur: Qurğuşun{0}}turşu batareyaları yüksək daxili müqavimətə malikdir. Ağır cərəyan çəkdiyiniz zaman, avadanlığınızı gücləndirmək əvəzinə, batareyanın içərisində istilik kimi çoxlu enerji sərf olunur. Peukert eksponenti bu-qurğuşun{4}}turşu akkumulyatorları adətən 1,2 ilə 1,6 arasında qiymətləndirir, bu da yük altında əhəmiyyətli tutum itkisi deməkdir.

Litium batareyalar? Onların Peukert eksponenti 1,02 ilə 1,05 arasındadır. Demək olar ki, əhəmiyyətsizdir. Nə qədər çəkdiyinizdən asılı olmayaraq, demək olar ki, tam nominal tutumu əldə edirsiniz.

Qrafik izahı: 100Ah olaraq qiymətləndirilən qurğuşun{0}}turşu batareyası 20 deyil, 2 saat ərzində boşaldıqda yalnız təxminən 55Ah verir. Litium batareya eyni şəraitdə 98Ah enerji verir. Eyni etiket, çox fərqli performans.

Lakin qurğuşun{0}}turşusu üçün daha da pisləşir. Siz həmçinin batareyanı öldürmədən tam gücü istifadə edə bilməzsiniz.

Qurğuşun turşusu batareyasını müntəzəm olaraq 50% doldurulmuş-dərin-boşaltsanız, onun ömrünü kəskin şəkildə qısaldacaqsınız. Əksər istehsalçılar 50%-dən- yuxarı qalmağı tövsiyə edir, yəni "100Ah" batareyanız həqiqətən sizə 50Ah istifadə edilə bilən tutum verir.

Litium batareyaları müntəzəm olaraq 80-90%, bəziləri hətta 100% boşalma dərinliyini idarə edir. 100Ah litium batareyanız 80-90Ah istifadə edilə bilən tutum verir.

İcazə verin, bununla bağlı real rəqəmlər deyim:

Eyni Ah reytinqi. Litium batareya istifadə edilə bilən enerjini təxminən iki dəfə verir.

Biz bunun daim telekommunikasiya və sənaye retrofitlərində həyata keçirildiyini görürük. Bu yaxınlarda həyata keçirilən layihə ağır 400Ah qurğuşun-turşu bankına əsaslanan uzaq telekommunikasiya baza stansiyasını əhatə edirdi. Operator məyus oldu, çünki gərginliyin azalması cəmi 3 saatlıq ehtiyat gücündən-6 saatlıq tələbatından çox az sonra-aşağı gərginlik kəsilməsinə səbəb olurdu.

Biz o nəhəng bankı 200Ah 48V LiFePO4 rack modulları ilə-yerləşdirdik. Nəticə? Yeni sistem saytın ağır yükü altında Peukert itkilərindən əziyyət çəkmədiyi üçün 5 saatdan çox sabit işləmə müddətini təmin etdi. Müştəri çəkisi 60% az olan sistemdən effektiv şəkildə 60%-dən çox real{8}}dünya işləmə müddəti əldə etdi. Aradakı fərq budurbatareyada Ah nə demək olduğunu başa düşməknəzəri olaraq, praktikada nə təmin edir.

Texniki Cədvəllərdəki C-Reytinqlər Əslində Nə Deməkdir

Batareya məlumat cədvəllərini araşdırdığınız zaman müxtəlif "C-dərəcələrdə" siyahıda tutum görəcəksiniz. Bu, marketinq tükürük deyil-istehsalçının həmin rəqəmi necə sınaqdan keçirdiyini sizə izah edir.

C/20 batareyanın 20 saat ərzində boşaldılması deməkdir. C/10 10 saat deməkdir. C/5 5 saat deməkdir.

Maraq: müxtəlif istehsalçılar başlıq xüsusiyyətləri üçün fərqli C-dərəcələrindən istifadə edirlər. Bəzi büdcə markaları Ah nömrələrini şişirtmək üçün C/100 (100 saatlıq boşalma) səviyyəsində test edirlər. 100Ah batareya C/100-də sınaqdan keçirildi? O, yalnız premium istehsalçıların istifadə etdiyi C/20 nisbətində 70Ah verə bilər.

Hər hansı iki batareyanı müqayisə etməzdən əvvəl C-dərəcəsini yoxlayın. Əgər fərqlidirlərsə, müqayisənin mənası yoxdur.

Sürətli ağlı başında olma yoxlanışı: əgər batareya -hər{1}}Ah qiymətinə görə doğru ola bilməyəcək qədər yaxşı görünürsə, onların hansı C-dərəcəsindən istifadə etdiklərini yoxlayın. Siz tez-tez "bacarıqlı" batareyanın faktiki tətbiqiniz kimi heç bir şəraitdə sınaqdan keçirildiyini görürsünüz.

Ah vs Wh vs kVt: Vahidlərinizi Düzəltmək

Bu, insanları daim gəzdirir. İcazə verin aydınlaşdırım.

Ah (amper{0}}saat)tutumunuzu -nə qədər vaxt ərzində nə qədər cərəyanla doldurduğunuzu bildirir.

Wh (vat{0}}saat)sizə enerji tutumu-gerginlik üçün faktiki istifadə edilə bilən enerjinin uçotunu bildirir.

Dönüşüm:Enerji (Wh)=Tutum (Ah) × Gərginlik (V)

12V, 100Ah batareya 1200Wh saxlayır. 48V, 100Ah batareya 4800Wh saxlayır.

Hər ikisi etiketdə "100Ah" yazılsa da,{0}}dörd dəfə gərginlik, dörd dəfə enerji.

Fərqli satıcılardan qiymətləri müqayisə edərkən, həmişə Wh və ya kWh-a çevirin. Mən satınalma qruplarının təsadüfən səhv sistem sifariş etdiyini görmüşəm, çünki onlar müxtəlif gərginlik platformalarında Ah nömrələrini müqayisə ediblər.

Ümumi konfiqurasiyalar üçün sürətli istinad:

Həqiqi Tətbiqlər: Həqiqi ehtiyaclarınıza Ah uyğunluğu

Kifayət qədər nəzəriyyə. Ümumi kommersiya və sənaye tətbiqləri üçün həqiqətən ehtiyacınız olan tutum haqqında danışaq.

Kritik yüklər üçün ehtiyat güc

Ölçü prosesi yük auditinizlə başlayır. Kesinti zamanı nə mütləq işləməlidir və nə qədər?

Müştəriləri bu yolda necə gəzdirirəm:

Addım 1: Hər bir kritik yükü və onun cari çəkilişini sadalayın

Təcili işıqlandırma: 5A

Təhlükəsizlik sistemləri: 3A

Şəbəkə/IT avadanlığı: 15A

HVAC nəzarətləri: 8A

Cəmi: 31A

Addım 2: Tələb olunan iş vaxtını təyin edin

Tipik tələb: generator işə düşənə və ya şəbəkə geri qayıdana qədər 4 saat

Addım 3: Baza tutumunu hesablayın

31A × 4 saat=124Ah minimum

Addım 4: Real{1}}dünya faktorlarını tətbiq edin

Qurğuşun{0}}turşusu 50% DoD-da istifadə edildikdə: 124 ÷ 0.50=248Ah

LiFePO4-dən 80% DoD-da istifadə edilərsə: 124 ÷ 0.80=155Ah

15% yaşlanma marjası əlavə edin: 285Ah (qurğuşun{2}}turşusu) və ya 178Ah (litium)

Addım 5: Mövcud ölçülərə yuvarlaqlaşdırılın

Qurğuşun{0}}turşusu: 300Ah sistemi

LiFePO4: 200Ah sistemi

Eyni tətbiq. Litium sistemi daha kiçik, daha yüngül və daha yüksək ilkin qiymətə baxmayaraq, ömrü boyu daha ucuzdur.

Ən yüksək təraş və tələbin azaldılması

Tamamilə fərqli hesablama. Burada siz təraş etməli olduğunuz tələb artımına və pik tələb pəncərənizin müddətinə əsaslanaraq ölçülər verirsiniz.

Obyektiniz 2 saatlıq günorta pəncərəsində 500 kVt zirvəyə çatırsa və siz bu zirvədən 200 kVt qırxmaq istəyirsinizsə:

Tələb olunan enerji: 200kW × 2 saat=400kWh

400V sistem üçün: 400,000Wh ÷ 400V=1,000Ah

Lakin siz həmçinin çeviricinin səmərəliliyini (~95%) və boşalma hədlərinin dərinliyini nəzərə almalısınız. Real{2}}dünya ölçüləri 400V-də 1200-1300Ah ola bilər.

Ən yüksək təraş üçün ölçülər sadə Ah reytinqlərindən yüksək-C-performans səviyyəsinə baxmaq tələb edir. Bu yaxınlarda aqressiv tələb ödənişləri ilə üzləşən istehsal müəssisəsi üçün 215 kVt-saatlıq maye{4}}soyudulmuş C&I şkafını yerləşdirdik. Hər gün günortadan sonra 15 dəqiqəlik güc artımını düzəltmək üçün onlar sürətlə boşalmalı idilər.

Standart "enerji{0}}hüceyrəli" batareyası bu intensivlik altında həddindən artıq qızmış və ya gərginlikdə azalmış olardı. Sistemi davamlı 1C boşalmasına qadir olan yüksək performanslı hüceyrələrlə-ölçüləşdirməklə biz müəssisəyə onların tələbat xərclərini ayda təxminən 2800 dollar azaltmağa kömək etdik. Sistem 3,5 ildən artıq müddətdə özünü ödəyib{8}}kağız üzərində ən yüksək Ah reytinqinə malik olduğu üçün deyil, şəbəkə tələbi pik həddə çatdıqda bu gücü həqiqətən çatdıra bildiyi üçün.

Günəş + Saxlama Sistemləri

Batareyaları günəş enerjisi ilə birləşdirərkən siz iki şeyi balanslaşdırırsınız: axşam yüklərini örtmək üçün kifayət qədər gündüz generasiyasını saxlamaq və buludlu{0}}günə davamlılıq üçün kifayət qədər tutuma sahib olmaq.

Tipik kommersiya günəş enerjisi{0}}plus-saxlama sistemi orta yüklə 2-4 saatlıq batareya bankını ölçüdə bilər. Obyektiniz axşam saatlarında orta hesabla 50 kVt işləyirsə və siz 3 saat saxlama istəyirsinizsə:

50kW × 3 saat=150kWh

Bu yerdirPolinovel-in açıq kabinet BESS həlləriçox vaxt yaxşı uyğun gəlir-onlar modul konfiqurasiyalarda 120 kVt-dan təxminən 1 MVt-a qədər gücə malik, məhz bu növ kommersiya günəş enerjisi inteqrasiyası üçün nəzərdə tutulub.

Batareya Təchizatçılarını Qiymətləndirərkən Qırmızı Bayraqlar

Bu sənayedə illər keçdikdən sonra mən batareyanın xüsusiyyətləri üçün olduqca etibarlı BS detektoru hazırladım. Nəyə baxmaq lazımdır:

Tutum qeyri-real C-dərəcələri ilə sınaqdan keçirilib

Başlıq Ah nömrəsi C/100-də sınaqdan keçirilibsə, lakin tətbiqiniz C/5-də boşalırsa, bu xüsusiyyət sizin üçün faydasızdır. Həqiqi gözlənilən boşalma sürətinizdə tutum məlumatını soruşun.

Çatışmayan temperatur spesifikasiyası

Hər bir qanuni istehsalçı temperatur üçün gücü azaltma əyrilərini dərc edir. Əgər onlar sizə heç bir temperatur konteksti olmadan yalnız bir nömrə versələr, nəyisə gizlədirlər.

DoD konteksti olmadan dövr ömrü iddiaları

Siz incə çapı oxuyana və bunun 50% boşalma dərinliyində olduğunu kəşf edənə qədər "10.000 dövrə" əla səslənir. 80% DoD-da eyni batareya yalnız 4000 dövrə davam edə bilər. Həmişə soruşun: dövrlər hansı DoD-da?

Qurğuşun{0}}turşusu üçün Peukert məlumatı yoxdur

Qurğuşun{0}}turşu akkumulyatoru istehsalçısı sizə Peukert eksponentini söyləməzsə və ya müxtəlif boşalma dərəcələrində tutum əyriləri təqdim etmirsə, uzaqlaşın. Nömrələrinin pis göründüyünü bilirlər.

"Ekvivalent Ah" reytinqləri

Bəzi istehsalçılar{0}}xüsusilə litium məkanında-batareyalarını qurğuşun turşusu ilə müqayisə edən "ekvivalent Ah" reytinqlərindən istifadə edirlər. "100Ah ekvivalenti" etiketli batareya əslində 50Ah ola bilər. Texniki cəhətdən yalan deyil, ancaq sizi çaşdırmaq üçün nəzərdə tutulub.

Mühəndislik laboratoriyamızda hər bir hüceyrə dəstini modula keçməzdən əvvəl ciddi şəkildə yoxlayırıq. Biz davamlı olaraq yüksək Ah reytinqini iddia edən, lakin yük altında uğursuz olan "bazarlıq" hüceyrələrini rədd edirik. Məsələn, biz bu yaxınlarda xarici təchizatçıdan 1 amperdə (C/100) yaxşı işləyən, lakin sənaye maşınları üçün tipik bir yük olan 50 amper (0,5C)-çəkdiyimiz zaman 65Ah-a qədər çökən hüceyrə nümunəsini sınaqdan keçirdik.

Buna görə də məlumat cədvəli siyasətlərimiz sərtdir: biz özümüzü qiymətləndiririkkommersiya BESS imkanlarıdamlama atqılarına deyil, real işləyən cərəyanlara əsaslanır. Təchizatçı sizə 0,5C və ya 1C-də boşalma əyrisini göstərməzsə, o, batareyasının həqiqi performansını gizlədir.

Şəbəkə-Ölçüsü və Konteynerləşdirilmiş BESS üçün ölçülər

Kommunal{0}}miqyaslı layihələr üçün biz artıq fərdi Ah reytinqlərindən danışmırıq-minlərlə hüceyrədən qurulmuş məcmu MWh gücündən danışırıq.

Ammabatareyada Ah nə demək olduğunu başa düşməkhüceyrə səviyyəsində hələ də vacibdir, çünki o, sistem dizaynını qiymətləndirməyə və spesifikasiya səhvlərini tutmağa kömək edir.

Tipik konteynerləşdirilmiş sistem üçün riyaziyyat necə işləyir:

Ümumi hüceyrə formatı 3,2V nominalda 280Ah LiFePO4 prizmatik hüceyrədir.

Hər hüceyrə üçün enerji: 280Ah × 3,2V=896Wh ≈ 0,9kWh

5MWh konteyner üçün: 5000kWh ÷ 0.9kWh=~5556 hüceyrə lazımdır

Bu hüceyrələr ardıcıl sətirlərdə (gərginlik yaratmaq üçün) və paralel sətirlərdə (tutum yaratmaq üçün) düzülür. Tipik bir konfiqurasiya ola bilər:

Sıra=51.2V modulunda 16 xana

= 400-800V rack seriyasında çoxsaylı modullar

Paralel=bir neçə rəf MVt tutumu hədəfləyir

Konteynerləşdirilmiş BESS kotirovkalarını qiymətləndirərkən aşağıdakıları yoxlayın:

Hüceyrə-səviyyəsi Ah reytinqi və istehsalçı

Seriya/paralel konfiqurasiya

Ümumi hesablanmış enerji iddia edilən tutuma uyğun gəlir

Gediş-gəliş{0}}səfər səmərəliliyi (adətən 85-92%)

Xalis istifadə qabiliyyətini azaldan köməkçi enerji istehlakı (soyutma, BMS).

Polinovel-in konteynerləşdirilmiş BESS sistemləriLiFePO4 hüceyrələrindən istifadə edərək konteyner başına 3,85 MWh ilə 5 MWh+ arasında dəyişir, yüksək-sıxlıqlı qurğularda yüksək dövriyyə müddəti və istilik sabitliyi üçün xüsusi olaraq istifadə edir.

Batareya Ah Reytinqləri üzrə Alt xətt

Bax,batareyada Ah nə deməkdirnəzəri cəhətdən mürəkkəb deyil. Bu şarj qabiliyyətinin ölçüsüdür. Enerji əldə etmək üçün gərginliyə çarpın. İş vaxtını təxmin etmək üçün yük cərəyanına bölün.

Mürəkkəblik həmin nəzəri tutumu pozan bütün real dünya amillərindən qaynaqlanır: boşalma sürətinin təsiri, temperaturun azalması, boşalma hədlərinin-dərinliyi- və kimya fərqləri.

Bahalı səhvlərdən qaçan, işlədiyim müştərilər bunlardır:

Həmişə istifadə edilə bilən kVt-saata çevirin, ad lövhəsi Ah deyil

Tutum sınağı üçün istifadə edilən C-dərəcəsini yoxlayın

Xüsusi mühit üçün temperatur və yaşlanma azaldılması tətbiq edin

Bütün Ah-ı bərabər hesab etməkdənsə, litiumun faktiki üstünlükləri üçün ölçü

Təchizatçılardan məlumatları laboratoriya şəraitində deyil, faktiki iş şəraitində soruşun

Bu beş şeyi edin və həqiqətən gözlənildiyi kimi işləyən sistemləri təyin edəcəksiniz.

Tez-tez verilən suallar

İstinadlar

Peukert, W. (1897). "Über die Abhängigkeit der Kapazität von der Entladestromstärke bei Bleiakkumulatoren." Elektrotexnika Zeitschrift.

Batareya Universiteti. "BU-503: Batareyanın işləmə müddətini necə hesablamaq olar." batteryuniversity.com

IEEE 1188-2005. Stasionar Tətbiqlər üçün VRLA Batareyalarına Baxım, Sınaq və Dəyişdirmə üzrə IEEE Tövsiyə Edilən Təcrübə.

IEC 61427-1:2013. "Bərpa olunan enerjinin saxlanması üçün ikinci dərəcəli hüceyrələr və batareyalar - Ümumi tələblər və sınaq üsulları."