Батареядагы Ah эмнени билдирет? Ампер саат рейтингдери

Математика 8 убакытка созулушу керек деп айтканда, 3 сааттан кийин эле "200Ah батарейка банкынын" ширеси түгөндү деп, кардар мага канча жолу чалганын санабай калдым. Кыска жооп? Этикеткадагы Ah саны көпчүлүк адамдар эмнени билдирет дегенди билдирбейт.

Батареяда Ah эмнени билдирет?Ал батарейканын канча электр зарядын сактаганын көрсөтүүчү ампер-саат-аны билдирет. Муну жүк ташуучу унаадагы күйүүчү май багы сыяктуу элестетиңиз. 100{6}}галлондук цистерна кубаттуулукту көрсөтөт, бирок ал сиз канча аралыкты айдай турганыңызды айтпайт. Бул сиз ташып жаткан жүккө, рельефке, аба ырайына жана кыймылдаткычыңыз күйүүчү май-боюнча же газ түтүүчү экенине жараша болот.

Батареялар дал ушундай иштешет. 100Ah рейтинги батареянын теориялык жактан 100 амперди бир саатка же 10 амперди он саатка же 1 амперди жүз саатка жеткире алат дегенди билдирет. Бирок "теориялык жактан" бул сүйлөмдө көп оор жүктөрдү көтөрүп жатат.

Коммерциялык объект, өндүрүштүк резервдик система же коммуналдык долбоор үчүн батарейкаларды сатып алган ар бир адам үчүн мына ушул нерсе маанилүү: маалымат баракчасында басылган менен чыныгы дүйнөдө эмнени көрсөтүүнүн ортосундагы ажырымды түшүнүү. Муну туура эмес түшүнүп алсаңыз, сиз эч качан колдонбогон кубаттуулук үчүн төлөп жатасыз же камдык тутумуңуз - үзгүлтүккө учураганда тырышып жатасыз.

Математика жөнөкөй. Чындык андай эмес.

Негизги формула оңой болушу мүмкүн эмес:

Иштөө убактысы=Батареянын сыйымдуулугу (Ач) ÷ Жүктөө агымы (A)

100Ач батарейка барбы? 10-ампердик жүктү иштетип жатасызбы? Бул 10 саат иштөө убактысы. Бүттү.

Болбосо... чынында эмес. Мен эч качан батарейканын лабораториядан тышкары толук номиналдык кубаттуулугун бергенин көргөн эмесмин. Бул жерде эмне үчүн бул формула талаада бөлүнөт:

Чыгуу ылдамдыгы маселеси

Батарея өндүрүүчүлөр кубаттуулукту сынайт{0}}, адатта, 20 сааттын ичинде жай, жумшак разрядда (C/20 деп аталат) белгилүү бир шарттарда. Сиздин 100Ah батарейкаңыз 20 саат үзгүлтүксүз 5 амперди тартуу менен ушундай рейтингге ээ болду.

Бирок сиздин резервдик системаңыз 5 амперди тартпайт. Ал 50 тартат. Же 100. Жана сиз токту ушунчалык тез тартканыңызда, сиз номиналдык кубаттуулукка жакындабайсыз.

Температура фактору

Батареялар суук аба ырайын дээрлик мендей жек көрөт. Суук температурада сиз номиналдык кубаттуулуктун 70-75% гана ала аласыз. -20 градуста? Сиз балким жарымын карап жатасыз.

Менде Миннесота штатында бир кардарым бар болчу, ал жайкы көрсөткүчтөрдүн негизинде тышкы телекоммуникациялык камдык көчүрмөсүн аныктаган. Биринчи суук, система иштебей калды. Кымбат сабак.

The Chemistry Gap

Бул эң чоңу, мен эң кымбат каталарды ошол жерден көрөм.

100Ач коргошун{1}}кислота батареясы менен 100Ач литий батареясы бир эле нерсе эмес. Жакын да эмес. Бул седандагы 100{6}}галлондук цистерна менен жарым жүк ташуучу унааны салыштыруу сыяктуу.

Эмне үчүн коргошун-кислота жана литий Ah рейтингин түз салыштырууга болбойт

1800-жылдардын аягында немис окумуштуусу Вильгельм Пеукерт ыңгайсыз нерсени ойлоп тапкан: батарейканы канчалык тез түгөтсөңүз, андан ошончолук жалпы энергия азаят. Анын математикасы бүгүнкү күндө да бизди эстейт.

Бул жерде практикалык версия: коргошун{0}}кислота батареялары жогорку ички каршылыкка ээ. Оор ток тартканда, жабдыкты кубаттандыруунун ордуна батареянын ичиндеги жылуулук катары көп энергия текке кетет. Peukert көрсөткүчү бул-коргошун{4}}кислота батарейкаларынын санын аныктайт, адатта, 1,2дан 1,6га чейин балл берет, бул жүктө кубаттуулукту жоготуу дегенди билдирет.

Литий батарейкалар? Алардын Peukert көрсөткүчү 1,02 1,05 тегерегинде. Дээрлик жокко эсе. Канчалык оор тартып жатканыңызга карабастан, сиз дээрлик толук кубаттуулукка ээ болосуз.

Диаграмманын түшүндүрмөсү: 100Ач деп эсептелген коргошун{0}}кислота аккумулятору 20 эмес, 2 сааттан ашык зарядсызданганда болжол менен 55Ач гана берет. Литий батареясы ошол эле шарттарда 98Ач кубаттуулукту берет. Ошол эле этикетка, такыр башка аткаруу.

Ал эми коргошун{0}}кислота үчүн андан да жаман болот. Батареяны өлтүрбөй туруп, толук кубаттуулукту пайдалана албайсыз.

Коргошун-кислота{1}}батарейканы 50%дан төмөн-терең кубаттап турсаңыз, анын иштөө мөөнөтүн кескин кыскартасыз. Көпчүлүк өндүрүүчүлөр 50%-ашыгыраак болууну сунушташат, демек, "100Ah" батарейкаңыз чындап эле сизге 50Ач колдонууга жарамдуу кубаттуулук берет.

Литий батареялары разряддын 80-90% тереңдигин, айрымдары атүгүл 100% түзөт. Сиздин 100Ач литий батарейкаңыз 80-90Ач колдонулуучу кубаттуулукту камсыздайт.

Бул боюнча реалдуу сандарды айта кетейин:

Ошол эле Ah рейтинги. Литий батареясы эки эсеге жакын энергияны берет.

Биз бул телекоммуникация жана өнөр жай реконструкцияларында дайыма ойнолуп жатканын көрөбүз. Акыркы долбоор 400Ач оор коргошун-кислота банкына таянган алыскы телекоммуникация базалык станциясын камтыды. Оператор нааразы болгон, анткени чыңалуунун төмөндөшү 3 сааттык резервдик кубаттан-6 сааттык талапка жетпей калгандан кийин дагы төмөн{4}}чыңалуудагы өчүрүүлөргө алып келди.

Биз ал чоң банкты 200Ah 48V LiFePO4 стойка модулдарына- алмаштырдык. Натыйжа? Жаңы система 5 сааттан ашык туруктуу иштөө убактысын камсыз кылды, анткени ал сайттын оор жүгү астында Peukert жоготууларынан жапа чеккен эмес. Кардар салмагы 60% азыраак болгон системадан реалдуу{8}}60% көбүрөөк реалдуу иштөө убактысына ээ болду. Мына ушул айырмачылыкБатареяда Ah эмнени билдирерин түшүнүүтеориялык жактан алганда, ал практикада эмнени берет.

С-Спецификация баракчаларындагы бул рейтингдер чындыгында эмнени билдирет

Батареянын маалымат жадыбалы менен таанышканыңызда, сыйымдуулуктун ар кандай "C-тарифтерде" көрсөтүлгөнүн көрөсүз. Бул маркетингдик түк эмес-бул сизге өндүрүүчү бул санды кантип сынаганын так айтып берет.

C/20 батарейканын 20 сааттан ашык заряды жок болгонун билдирет. C/10 10 саатты билдирет. C/5 5 саатты билдирет.

Түшүнүк: ар кандай өндүрүүчүлөр башкы мүнөздөмөлөрү үчүн ар кандай C-бааларды колдонушат. Кээ бир бюджеттик бренддер Ah сандарын көбөйтүү үчүн C/100 (100 сааттык разряд) боюнча сынашат. Ошол 100Ah батарейка C/100 деңгээлинде сыналганбы? Бул премиум өндүрүүчүлөр колдонгон C / 20 ылдамдыгы боюнча 70Ah гана жеткире алат.

Эки батарейканы салыштыруудан мурун, C-батареясын текшериңиз. Эгерде алар башкача болсо, анда салыштыруунун мааниси жок.

Ыкчам акыл-эсти текшерүү: эгер батареянын баасы-башына-а-болбосо, анда алар кандай C-бааны колдонуп жатканын текшериңиз. Сиз көп учурда "соодалашуучу" батарейка сиздин колдонууңузга окшош шарттарда сыналганын көрөсүз.

Ah vs. Wh vs. kWh: Бирдиктериңизди түздөө

Бул тынымсыз адамдарды кыдырып чыгат. Мен аны тактап берейин.

Ах (ампер-саат)кубаттуулугу{0}}канча убакыттын ичинде канча токту кубаттайт.

Вт (ватт-саат)энергия кубаттуулугу-чыңалуу үчүн колдонула турган энергияны эсепке алууну айтып берет.

конверсия:Энергия (Вт)=Кубаттуулугу (Ач) × Чыңалуу (V)

12V, 100Ah батарея 1200Wh сактайт. 48V, 100Ah батарея 4800Wh сактайт.

Экөө тең энбелгиде "100Ah" деп жазылганына карабастан, төрт эсе чыңалуу, төрт эсе энергия-.

Ар кандай сатуучулардын цитаталарын салыштырып жатканыңызда, ар дайым Wh же кВт саатка которуңуз. Мен сатып алуу топторунун кокусунан туура эмес системага буйрук бергенин көрдүм, анткени алар Ah сандарын ар кандай чыңалуу платформаларында салыштырышкан.

Жалпы конфигурациялар үчүн тез маалымдама:

Чыныгы тиркемелер: Ah сиздин чыныгы муктаждыктарыңызга дал келүү

Жетиштүү теория. Келгиле, жалпы коммерциялык жана өнөр жай колдонмолору үчүн сизге кандай кубаттуулук керек экендиги жөнүндө сүйлөшөлү.

Критикалык жүктөм үчүн резервдик күч

Өлчөмдү аныктоо процесси сиздин жүктөө аудитиңизден башталат. Өчүрүү учурунда эмне иштебей калышы керек жана канча убакытка чейин?

Мен бул аркылуу кардарларды кантип өткөрөм:

1-кадам: Ар бир критикалык жүктү жана анын учурдагы сызыгын тизмектеңиз

Шашылыш жарыктандыруу: 5A

Коопсуздук системалары: 3A

Тармак/IT жабдуулары: 15A

HVAC башкаруу элементтери: 8A

Бардыгы: 31A

2-кадам: Керектүү иштөө убактысын аныктоо

Типтүү талап: генератор ишке киргенге же тор кайра келгенге чейин 4 саат

3-кадам: Негизги кубаттуулукту эсептөө

31A × 4 саат=124Аа минималдуу

4-кадам: Чыныгы-дүйнө факторлорун колдонуңуз

Эгерде коргошун{0}}кислота 50% DoD менен колдонулса: 124 ÷ 0.50=248 Ah

Эгерде LiFePO4 80% DoD менен колдонулса: 124 ÷ 0.80=155 Ah

15% карылык маржа кошуу: 285Ah (коргошун{2}}кислота) же 178Ah (литий)

5-кадам: жеткиликтүү өлчөмдөргө чейин тегерек

Коргошун{0}}кислота: 300Ah системасы

LiFePO4: 200Ah системасы

Ошол эле колдонмо. Литий системасы кичирээк, жеңилирээк жана көп учурда баасы жогору болгонуна карабастан, өмүр бою арзан болот.

Чокусу кыруу жана суроо-талаптын азайышы

Толугу менен башка эсептөө. Бул жерде сиз кыркыңыз керек болгон суроо-талаптын өсүшүнө жана эң жогорку суроо-талап терезеңиздин узактыгына жараша өлчөмдү тандап жатасыз.

Эгерде сиздин мекемеңиз 2 сааттык түштөн кийин терезеде 500 кВт чокусуна жетсе жана сиз ошол чокудан 200 кВт кыргыңыз келсе:

Керектүү энергия: 200кВт × 2 саат=400кВт.саат

400V системасы үчүн: 400,000Wh ÷ 400V=1,000Ah

Бирок сиз ошондой эле инвертордун эффективдүүлүгүн (~95%) жана разряддын тереңдигин эске алышыңыз керек. Чыныгы{2}}дүйнөлүк өлчөм 400Вда 1200-1300Ач болушу мүмкүн.

Жогорку кыруу үчүн өлчөмдү аныктоо үчүн жөнөкөй Ah рейтингинен тышкары-C- жогорку көрсөткүчкө чейин издөө керек. Биз жакында 215 кВт саат суюктук-муздатылган C&I шкафын катуу суроо-талапка дуушар болгон өндүрүш ишканасына орноттук. Ар бир түштөн кийин 15 мүнөттүк кубаттуулукту тегиздөө үчүн алар тездик менен заряды керек болчу.

Стандарттык "энергиялык{0}}клетка" батарейкасы бул интенсивдүүлүктө өтө ысып же чыңалуусу түшүп калмак. Тутумдун көлөмүн 1С үзгүлтүксүз чыгарууга жөндөмдүү жогорку өндүрүмдүүлүктөгү клеткалар менен өлчөө менен биз мекемеге алардын суроо-талап акысын айына болжол менен 2800 долларга кыскартууга жардам бердик. Система өзүн 3,5 жылдан ашык убакытта-кагаздагы эң жогорку Ah рейтингине ээ болгондугу үчүн эмес, электр тармактарына суроо-талаптын эң жогорку чегине жеткенде чындап эле жеткире алганы үчүн актады.

Күн + сактоо системалары

Батареяларды күн энергиясы менен жупташтырганда, сиз эки нерсени тең салмактап жатасыз: кечки жүктөрдү жабууга жетиштүү күндүзгү генерацияны сактоо жана булуттуу-күнгө туруктуулук үчүн жетиштүү кубаттуулук.

Кадимки коммерциялык күн{0}}плюс-сактагыч системасы орточо жүктөөнүн 2-4 саатында батарейканын көлөмүн толтурушу мүмкүн. Эгерде сиздин мекемеңиз кечки сааттарда орточо 50 кВт иштесе жана сиз 3 сааттык сактоону кааласаңыз:

50кВт × 3 саат=150кВт.саат

Бул жердеПолиновелдин сырткы кабинетинин BESS чечимдерикөбүнчө жакшы шайкеш-алар модулдук конфигурацияларда 120 кВт сааттан дээрлик 1 МВт саатка чейин кубаттуулугу менен дал ушул коммерциялык күн интеграциясы үчүн иштелип чыккан.

Батарея менен камсыз кылуучуларды баалоодо Кызыл туулар

Бул тармакта көп жылдар өткөндөн кийин, мен батареянын мүнөздөмөлөрү үчүн абдан ишенимдүү BS детекторун иштеп чыктым. Бул жерде эмнени көрүү керек:

Сыйымдуулук реалдуу эмес C-ченинде сыналган

Эгер Ah саны C/100 деңгээлинде сыналган болсо, бирок сиздин колдонмоңуз C/5 деңгээлинде иштен чыкса, анда бул спецификация сиз үчүн пайдасыз. Иш жүзүндөгү күтүлгөн разряддын ылдамдыгы боюнча кубаттуулук маалыматтарын сураңыз.

Температуранын мүнөздөмөлөрү жок

Ар бир мыйзамдуу өндүрүүчү температура үчүн кубаттуулукту азайтуучу ийри сызыктарды жарыялайт. Эгер алар сизге температуранын контексти жок бир гана санды берсе, алар бир нерсени жашырып жатышат.

DoD контекстисиз циклдин жашоо талаптары

"10 000 цикл" сонун угулат, сиз жакшы басууну окуп, анын 50% разряддын тереңдигинде экенин билмейинче. 80% DoD менен бир эле батарея 4000 циклге гана жете алат. Ар дайым сураңыз: кандай DoD боюнча циклдер?

Коргошун{0}}кислота үчүн Peukert маалыматы жок

Эгер коргошун{0}}кислота аккумуляторун өндүрүүчүсү сизге Пеукерт көрсөткүчүн айтпаса же ар кандай разрядда сыйымдуулуктун ийри сызыктарын бербесе, кетип калыңыз. Алардын саны жаман экенин билишет.

"Эквивалент Ах" рейтинги

Кээ бир өндүрүүчүлөр-айрыкча литий мейкиндигинде-батареяны коргошун кислотасына салыштырган "эквиваленттүү Ah" рейтингин колдонушат. "100Ач эквивалент" деп белгиленген батарейка чындыгында 50Ач болушу мүмкүн. Бул техникалык жактан калп эмес, бирок ал сени чаташтыруу үчүн жасалган.

Биздин инженердик лабораторияда биз ар бир клетка партиясын модулга кире электе катуу текшеребиз. Биз жогорку Ah рейтингин талап кылган, бирок жүктөй албай калган "соодалашуу" уячаларын дайыма четке кагабыз. Мисалы, биз жакында 1 амперде (C/100) жакшы иштеген, бирок өнөр жай техникасы үчүн типтүү жүк болгон 50 амперди (0,5C)- тартканда 65Ачка чейин кулап кеткен тышкы жеткирүүчүнүн клетка үлгүсүн сынап көрдүк.

Ошондуктан биздин маалымат баракчалары боюнча саясаттарыбыз катаал: биз өзүбүздүнкоммерциялык BESS кубаттуулуктарытамчы разряддарга эмес, реалдуу жумушчу агымдарга негизделген. Эгерде жеткирүүчү сизге 0,5C же 1C температурада разряд ийри сызыгын көрсөтпөсө, алар батареясынын чыныгы иштешин жашырып жатышат.

Торчо-масштаб жана контейнердик BESS үчүн өлчөм

Коммуналдык{0}}масштабдуу долбоорлор үчүн биз эми жеке Ah рейтинги жөнүндө сөз кылбайбыз-биз миңдеген уячалардан курулган жалпыланган МВт кубаттуулук жөнүндө айтып жатабыз.

БирокБатареяда Ah эмнени билдирерин түшүнүүклетка деңгээлинде дагы деле маанилүү, анткени ал системанын дизайнын баалоого жана спецификация каталарын кармоого жардам берет.

Бул жерде математика типтүү контейнердик система үчүн кандай иштейт:

Жалпы клетка форматы 3.2V номиналдуу 280Ah LiFePO4 призмалык клетка болуп саналат.

Ар бир клетканын энергиясы: 280Ah × 3,2V=896Wh ≈ 0,9kWh

5MWh контейнер үчүн: 5,000kWh ÷ 0,9kWh=~5,556 клетка керек

Бул клеткалар катар тизилген (чыңалууну куруу үчүн) жана параллелдүү саптар (кубаттуулукту жогорулатуу үчүн). Кадимки конфигурация болушу мүмкүн:

Сериядагы 16 клетка=51.2V модулу

Сериялардагы бир нече модулдар=400-800V стойка

Параллелдүү бир нече стеллаждар=максаттуу МВт кубаттуулугу

Контейнердик BESS цитаталарын баалоодо, текшериңиз:

Уячанын-деңгээлинин Ah рейтинги жана өндүрүүчүсү

Сериялар/параллель конфигурация

Жалпы эсептелген энергия талап кылынган кубаттуулукка дал келет

Барып келүү{0}} натыйжалуулугу (көбүнчө 85-92%)

Кошумча энергия керектөө (муздатуу, BMS), бул таза колдонуу мүмкүнчүлүгүн азайтат

Полиновелдин контейнердик BESS системаларыбир контейнерге 3,85 МВт сааттан 5 МВт саатка чейин диапазондо, LiFePO4 клеткаларын жогорку- тыгыздыктагы орнотуулардагы жогорку цикл мөөнөтү жана жылуулук туруктуулугу үчүн колдонушат.

Батареянын рейтинги боюнча төмөнкү сап

Карачы,батареяда Ah эмнени билдиреттеориялык жактан татаал эмес. Бул заряд сыйымдуулугунун өлчөмү. Энергияны алуу үчүн чыңалууга көбөйтүңүз. Иштөө убактысын эсептөө үчүн жүктөө агымына бөлүңүз.

Татаалдуулук ошол теориялык кубаттуулукту жок кылган бардык реалдуу-дүйнө факторлорунан келип чыгат: разряддын ылдамдыгы эффекттери, температуранын төмөндөшү,-тереңдиги-разряддын чектери жана химиялык айырмачылыктар.

Кымбат каталардан качкан мен иштеген кардарлар булар:

Ар дайым колдонууга жарамдуу кВт саатка которуңуз, тактача Ах эмес

Кубаттуулукту текшерүү үчүн колдонулган C-чени текшериңиз

Өзгөчө чөйрө үчүн температураны жана карылыкты азайтыңыз

Литийдин чыныгы артыкчылыктары үчүн өлчөм бардык Ahды бирдей деп эсептегенден көрө

Лабораториялык шарттарда эмес, иш жүзүндө иштөө шарттарында маалыматтарды берүүчүлөрдөн сураңыз

Ушул беш нерсени кылыңыз, ошондо сиз чындыгында күтүлгөндөй иштей турган системаларды аныктайсыз.

Көп берилүүчү суроолор

Шилтемелер

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

Батарея университети. «БУ-503: Батареянын иштөө убактысын кантип эсептөө керек». batteryuniversity.com

IEEE 1188-2005. "Стационардык колдонмолор үчүн VRLA батарейкаларын тейлөө, сыноо жана алмаштыруу боюнча IEEE сунуш кылынган практика."

IEC 61427-1:2013. "Энергиянын кайра жаралуучу булактарын сактоо үчүн экинчилик клеткалар жана батареялар - Жалпы талаптар жана сыноо ыкмалары."