Пояснення елементів 314Ah: як серія Deye GE-F досягає 8000+ циклів

Надходять елементи високої ємності 314 А·год: як серія Deye GE-F досягає 8000 життєвих циклів

Циклічні терміни служби в таблиці даних батареї, як правило, розмиваються разом через деякий час — 6000, 8000, 10 000, і всі вони знаходяться приблизно в тому самому районі «досить довго». Насправді їх рідко розділяє сама хімія. Літій-залізофосфат був стандартною хімією C&I протягом багатьох років. Різницею є архітектура клітини: скільки клітин знаходиться в пачці, скільки струму несе кожна з них і наскільки рівномірно поширюється тепло між ними. Це історія, що стоїть за елементом 314 Ач, який живить Deye's невеликі рішення C&I ESS , і тому серія зовнішніх акумуляторних шаф GE-F128/F240/F256 розрахована на 8000 циклів при 0,5C і 25°C до 70% терміну служби.

Від 100 Ач до 314Ah: менше елементів, менше точок відмови

Шафа попереднього покоління Deye, GE-F120-2/3/4H2, складалася з елементів ємністю 100 Аг, розташованих у дві стійки. Щоб отримати корисну енергію, знадобилося скласти велику кількість окремих менших елементів, що примножує кількість послідовних/паралельних з’єднань, шинних з’єднань і зварних швів усередині пакета — кожен з яких є потенційною точкою опору, і кожна точка опору генерує тепло під навантаженням.

Серія GE-F об’єднує це в одну комірку ємністю 314 А·год на кожну позицію, підключену 1P16S до модуля 51,2 В, 16,08 кВт·год. Кабінет GE-F128 потребує лише 8 таких модулів, щоб досягти 128,5 кВт·год; GE-F256 потрібно 16, щоб досягти 257,23 кВт/год. Менша кількість комірок більшого розміру означає простіший внутрішній джгут, менше з’єднань, які виходять з ладу протягом 10-річного гарантійного періоду, і — оскільки витрати на виготовлення та складання деталі враховуються більше, ніж вихідна потужність — приблизно на 25% нижча ціна одиниці на платформі GE-F128 і приблизно на 15% нижча на платформі GE-F240/256 порівняно зі старішою конструкцією.

Що насправді означає «8000 циклів».

Рейтинг не є маркетинговим круглим числом — він постачається з певними умовами тестування: Швидкість заряджання/розряджання 0,5°C, температура навколишнього середовища 25°C, циклічний цикл до 70% ємності в кінці терміну експлуатації . Це галузевий стандартний спосіб визначення життєвого циклу, і його можна прямо порівняти з показником 6000 циклів клітинки попереднього покоління за тих самих умов 0,5C/25°C. Збільшення номінальних циклів на 33% при тій самій швидкості розряду від елемента з приблизно втричі більшою ємністю на одиницю вказує на справді іншу внутрішню конструкцію, а не на більш вільний стандарт тестування.

З практичної точки зору, при одному повному циклі на день 8000 циклів дають приблизно 21–22 роки, перш ніж пакет зменшиться до 70% від початкової ємності — це значно перевищує 10-річний гарантійний період шафи, і достатнього запасу, щоб більшість операторів C&I виводили з експлуатації або оновлювали сайт з інших причин, крім погіршення роботи батареї.

Тепловий дизайн, що стоїть за рейтингом

Твердження про термін служби циклу швидко розпадаються, якщо пачка нагрівається або нерівномірно, оскільки нерівномірна температура осередків є одним із найшвидших способів прискорити деградацію найгарячіших осередків у стеку. Ось де архітектура охолодження серії GE-F виконує справжню роботу за числом циклу життя.

У кожній шафі використовується трирівневий — осередок, модуль, пакет — імітований повітропровід кондиціонера, який керується кондиціонером потужністю 3 кВт на GE-F128 і блоком 5 кВт на GE-F240/256. Результатом є максимальна різниця температур між комірками 6°C , порівняно з 10°C у попередньому поколінні, без зниження потужності до 45°C навколишнього середовища. Більш жорсткий розподіл тепла означає, що кожна клітина в упаковці працює з приблизно однаковою швидкістю, а не кілька гарячих точок, які зношуються рано і знижують загальну корисну ємність упаковки задовго до того, як решта клітин наближається до кінця терміну служби.

180 А безперервно, 285 А Пік — без додаткового зниження номінальних характеристик

Великі комірки також підвищують максимальну кількість струму, який пакет може витримувати без непропорційного навантаження на окремі комірки. Кожна шафа серії GE-F — від 112,4 кВт·год GE-F112 до 257,23 кВт·год GE-F256 — має однаковий струмовий конверт: 180 A безперервно, 285 A пік протягом 15 секунд при 20–45 °C , при робочій швидкості 0,5P. Ця узгодженість має значення для проектування системи, оскільки це означає, що застосовуються однакові припущення щодо заряду/розряду, незалежно від того, чи проект починається з однієї шафи GE-F128, чи масштабується до стека з кількома шафами GE-F256.

Для порівняння, конкуруючі шафи з повітряним охолодженням, побудовані на елементах меншої ємності (зазвичай 280 А·год), зазвичай мають максимальний струм ближче до 130–140 А, із ширшим розкидом температури осередків і нижчими пороговими значеннями без зниження номінальних значень близько 40°C. Розрив стає відчутним на розпеченому даху чи на завантажувальній платформі посеред літнього дня — одна система підтримує повну номінальну потужність, інша тихо дроселює.

Одна камера, шість конфігурацій шафи

Оскільки кожна шафа GE-F побудована з одного і того ж модуля потужністю 16,08 кВт·год, рейтинг 8000 циклів застосовується рівномірно для всієї лінійки, а не є загальною цифрою для одного флагманського SKU:

• The Зовнішня акумуляторна шафа GE-F112/128 — 112,4кВт*год і 128,5кВт*год, побудовані з 7 або 8 модулів
• The GE-F240/256 зовнішня серія акумуляторних шаф — охоплює GE-F176 (176,84 кВт·год), GE-F208 (208,99 кВт·год), GE-F240 (241,15 кВт·год) і GE-F256 (257,23 кВт·год), від 11 до 16 модулів

Усі шість конфігурацій мають однакову 10-річну гарантію та однакові сертифікати UN38.3, CE, IEC62619, IEC62477 та IEC62933, тому вибір рівня потужності залежить виключно від вимог до енергоспоживання на місці, а не компромісу з якістю елемента чи очікуваним терміном служби.

Що це означає для 10-річного розрахунку TCO

Рейтинг життєвого циклу перетворюється на реальну економію лише в тому випадку, якщо він поєднується з нижчою вхідною вартістю та системою охолодження, яка може фактично задовольнити твердження про відсутність зниження номінальних характеристик у польових умовах — інакше це лабораторне число. У серії GE-F усі три сумісні: архітектура елемента 314Ah знижує вартість одиниці на 15–25% залежно від розміру шафи, температурний розкид 6°C захищає рейтинг 8000 циклів від зниження через деградацію в гарячих точках, а поріг без зниження номінальних характеристик при 45°C означає, що номінальна кількість циклів досягається в реальних умовах, а не лише на вулиці. в лабораторії з клімат-контролем.

Для системних інтеграторів потужністю 100–300 кВт/год система зберігання енергії акумулятора для C&I проекту , ця комбінація зміщує обчислення з «яка батарея найдешевша сьогодні» на «яка батарея ще має значну ємність через 15 років». Принаймні на папері серія GE-F створена для позитивної відповіді на це запитання.