Chu kỳ sạc và xả của pin lưu trữ có ảnh hưởng đến các thông số của pin khi hoạt động dùng trong hệ thống điện năng lượng mặt trời có lưu trữ . Chức năng chính của pin lưu trữ trong hệ thống điện mặt trời là cung cấp năng lượng khi các nguồn phát điện khác không khả dụng và do đó pin lưu trữ sẽ trải qua các chu kỳ sạc và xả liên tục.
Trạng thái sạc pin (BSOC)
Nội dung
Thông số chính của pin lưu trữ đang được sử dụng trong hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời là trạng thái sạc của pin (BSOC). Trạng thái sạc pin được định nghĩa là phần của tổng năng lượng hoặc dung lượng pin đã được sử dụng trên tổng dung lượng có sẵn từ pin.
Trạng thái sạc của pin (BSOC hoặc SOC) cho biết tỷ lệ giữa lượng năng lượng hiện có trong pin với dung lượng danh định danh định. Ví dụ: đối với pin ở 80% SOC và có dung lượng 500 Ah, năng lượng được lưu trữ trong pin là 400 Ah.
Một cách phổ biến để đo BSOC là đo điện áp của pin và so sánh mức này với điện áp của pin đã sạc đầy. Tuy nhiên, vì điện áp của pin phụ thuộc vào nhiệt độ cũng như trạng thái sạc của pin, phép đo này chỉ cung cấp một ý tưởng sơ bộ về trạng thái sạc của pin.
Độ sâu của Xả (DOD)
Trong nhiều loại pin, không thể rút hết năng lượng tích trữ trong pin (hay nói cách khác là không thể xả hết pin) mà không gây ra thiệt hại nghiêm trọng và thường không thể sửa chữa được cho pin. Độ sâu xả (DOD) của pin xác định phần năng lượng có thể được rút khỏi pin. Ví dụ: nếu DOD của pin được nhà sản xuất đưa ra là 25%, thì chỉ có thể sử dụng 25% dung lượng pin khi tải.
Gần như tất cả các loại pin, đặc biệt là cho các ứng dụng năng lượng tái tạo, đều được đánh giá về dung lượng của chúng. Tuy nhiên, năng lượng thực tế có thể được chiết xuất từ pin thường (đặc biệt đối với pin axit chì) ít hơn đáng kể so với công suất danh định.
Điều này xảy ra vì, đặc biệt là đối với pin axit chì, việc trích xuất toàn bộ dung lượng pin từ pin làm giảm đáng kể tuổi thọ của pin. Độ sâu xả (DOD) là phần dung lượng pin có thể được sử dụng từ pin và sẽ được nhà sản xuất quy định. Ví dụ, một pin 500 Ah với DOD là 20% chỉ có thể cung cấp 500Ah x .2 = 100 Ah.
Mức xả hàng ngày
Ngoài việc chỉ định độ sâu xả tổng thể, nhà sản xuất pin thường cũng sẽ chỉ định độ sâu xả hàng ngày. Độ sâu xả hàng ngày xác định lượng năng lượng tối đa có thể được khai thác từ pin trong khoảng thời gian 24 giờ.
Thông thường trong một hệ thống điện năng lượng mặt trời quy mô lớn hơn (chẳng hạn như cho một ngôi nhà ở xa), các pack pin vốn có dung lượng lớn để độ sâu xả hàng ngày không phải là một hạn chế khi sử dụng. Tuy nhiên, trong các hệ thống nhỏ hơn có thời gian lưu trữ tương đối vài ngày, độ sâu xả thải hàng ngày có thể cần được tính toán.
Tỷ lệ sạc và xả của pin lưu trữ năng lượng mặt trời
Một cách phổ biến để xác định dung lượng pin lưu trữ là cung cấp dung lượng pin như một hàm của thời gian cần để xả hết pin (lưu ý rằng trong thực tế, pin thường không thể xả hết). Kí hiệu để chỉ định dung lượng pin theo cách này được viết là Cx, trong đó x là thời gian tính bằng giờ để xả pin.
C10 = Z (còn được viết là C10 = xxx) có nghĩa là dung lượng của pin là Z khi pin hết trong 10 giờ. Khi tốc độ phóng điện giảm một nửa (và thời gian để xả pin tăng gấp đôi thành 20 giờ), dung lượng pin tăng lên Y.
Tốc độ xả khi xả pin trong 10 giờ bằng cách chia dung lượng cho thời gian. Do đó, C / 10 là tỷ giá tính phí. Điều này cũng có thể được viết là 0,1C. Do đó, một đặc điểm kỹ thuật của C20 / 10 (cũng được viết là 0. 1C20) là tốc độ sạc nhận được khi dung lượng pin (được đo khi pin cạn trong 20 giờ) được xả hết trong 10 giờ. Các ký hiệu tương đối phức tạp như vậy có thể dẫn đến khi tốc độ sạc cao hơn hoặc thấp hơn được sử dụng trong thời gian ngắn.
Tốc độ sạc, tính bằng Amps, được tính theo lượng sạc được thêm vào pin trên mỗi đơn vị thời gian (tức là Coulombs / giây, là đơn vị của Amps). Tốc độ sạc / xả có thể được chỉ định trực tiếp bằng cách cho dòng điện – ví dụ: pin có thể được sạc / xả ở 10 A.
Tuy nhiên, thông thường hơn là chỉ định tốc độ sạc / xả bằng cách xác định lượng thời gian cần để xả hết pin. Trong trường hợp này, tốc độ xả được cho bằng dung lượng pin (tính bằng Ah) chia cho số giờ cần để sạc / xả pin.
Ví dụ, một pin có dung lượng 500 Ah được phóng điện theo lý thuyết đến điện áp cắt của nó trong 20 giờ sẽ có tốc độ phóng điện là 500 Ah / 20 h = 25 A. Hơn nữa, nếu pin là pin 12V thì nguồn được giao cho tải là 25A x 12 V = 300W.
Chế độ sạc và xả của pin lưu trữ
Mỗi loại pin có một bộ hạn chế và điều kiện cụ thể liên quan đến chế độ sạc và xả của nó, và nhiều loại pin yêu cầu chế độ sạc hoặc bộ điều khiển sạc cụ thể. Ví dụ, pin niken cadmium nên được xả gần như hoàn toàn trước khi sạc, trong khi pin axit chì không bao giờ được xả hết.
Hơn nữa, điện áp và dòng điện trong chu kỳ sạc sẽ khác nhau đối với từng loại pin. Thông thường, bộ sạc pin hoặc bộ điều khiển sạc được thiết kế cho một loại pin không thể được sử dụng với một loại pin khác.