Літій проти
Літієві батареї обіцяють великі запаси енергії при невеликій вазі. Ми перевірили, що справді може зробити сучасна система накопичення енергії порівняно зі звичайною батареєю AGM.
Кожен, кому доводиться замінювати розряджені бортові акумулятори, найпізніше стикається з питанням: який акумулятор є правильним? У цій статті про батареї ми детально представили типи батарей, які поширені на ринку. Але одне важливе питання залишилось без відповіді: Що насправді приносить оновлення до легкої, але також дорогої літієвої батареї (LiFePO4)?
Ми хотіли точно знати і зробили порівняння системи між AGM та літієвим фосфатним акумулятором зі схожою ємністю (AGM: 120 Ah, літій: 110 Ah). Обидві батареї вийшли на змагання абсолютно новими, тобто без ознак віку через початок сульфатування. Для того, щоб визначити, скільки і як довго різні енергоблоки випромінюють енергію в практичних умовах, ми обладнали наш випробувальний мобільний будинок на витривалість складним вимірювальним приладом. У співпраці з експертами з акумуляторів з Büttner Elektronik було створено протокол випробувань, який реалістично відображає властивості перевірених батарей.
Скільки часу акумулятор подає електроенергію, залежить від рівня споживання. Тому не можна загалом сказати, скільки годин або днів може пройти автодом за допомогою системи накопичення електроенергії. Щоб отримати порівнянні значення, ми активували різних споживачів з інтервалом протягом 12 годин. Таким чином ми змоделювали реалістичний розпорядок дня для кожної з двох батарей одна за одною. Потім акумуляторам було дозволено відновлюватися вночі, перш ніж перший споживач знову запустився вранці.
1. Налаштування тесту з першого погляду
Ми реєстрували струм і напругу протягом декількох днів за допомогою спеціально виготовленого вимірювального приладу. Серцем системи є коробка, яка використовує шунт для реєстрації всіх процесів на батареї. Ми записали дані за допомогою комп’ютера, який потім подає результати у табличній формі. Щоб не підробляти результати вимірювань, ноутбук був окремо підключений до джерела живлення за межами автомобіля.
Тестове налаштування:
1) мірна коробка
2) Інвертор потужністю 1700 Вт
3) 30 Зарядний пристрій
4) AGM/літієва батарея
5) кабель передачі даних
6) Комп’ютер для запису даних
Також в процесі випробувань беруть участь: інвертор потужністю 1700 Вт та зарядний пристрій на 30 ампер.
Розряд акумуляторів порівняно
Ми змогли взяти 88 Ач із 120 ампер годин батареї AGM, перш ніж захист від глибокого розряду втрутився через добрі 35 годин. У цьому тесті 27 відсотків потужностей виявилося мертвим капіталом, який не можна використовувати. На практиці це повинно бути навіть більше, оскільки AGM або гелевий акумулятор слід заряджати, коли номінальна ємність була знята на 60 відсотків (тут 72 Ач). В іншому випадку акумулятор загрожує сульфатуванням, що скорочує термін його служби. Тому свинцево-кислотний акумулятор ніколи не слід зберігати частково розрядженим протягом тривалого часу.
LiFePO4 на 14,7 кілограма легший за батарею AGM. Ясно.
З іншого боку, за літієвою батареєю легше доглядати. Ні частково розряджені фази спокою, ні глибокі розряди не шкодять їй, і вона завжди забезпечує однакову потужність незалежно від сили струму. Насправді підтверджено, що 100 відсотків потужності 110 Аг можна використовувати. Відповідно, це тривало більше 20 годин у нашому тесті. З акумулятором AGM захист від глибокого розряду зарядного пристрою вимикав струм струму при напрузі 10,35 вольт. З іншого боку, в літієвій батареї вбудована керуюча електроніка перешкоджає активації захисту електроблока від глибокого розряду.
Тест також показує, що акумулятор AGM може ефективно забезпечувати меншу ємність, чим більший струм. Напруга на свинцевій батареї значно падає після включення фена, тоді як вона залишається помітно стабільнішою з літієвою батареєю. Щоб система накопичення електроенергії AGM була максимально ефективною, їй слід забезпечити фази спокою, в яких напруга може трохи відновитись.
Тест: Як довго батареї забезпечують енергією?
Для тесту ми взяли керований струм. Таймер, прикріплений до інвертора, активував фен потужністю 1200 Вт вранці та ввечері. Ця продуктивність порівнянна з кавоваркою. Другий таймер дозволяє 40-ватній лампочці запалювати чотири рази на день, що приблизно відповідає потребам телевізора в електроенергії. Крім того, стельовий світильник працював з 0,3 ампера протягом 12 годин. Хоча крива напруги акумулятора LiFePO4 показує лише незначні кроки, напруга батареї AGM значно падає через короткий час. У випробуваних умовах літієва батарея забезпечує житловий простір 110 ампер-годинами протягом 2 днів і 6 годин, з батареєю AGM - живлення становить 88 ампер-годин протягом 1 дня та 7 годин.
Порівняння зарядки системи накопичення електроенергії
Вся тестова система підключена спеціалістом з електроніки.
Також є відмінності при зарядці. Час заряджання залежить насамперед від використовуваного зарядного пристрою. У тесті був використаний потужний пристрій з максимальним струмом зарядки 30 ампер. Але у акумулятора AGM вони розряджаються лише приблизно за три години до того, як струм зарядки зменшиться через специфічну характеристичну криву. Потрібно дванадцять годин, щоб 97 ампер протікало в батарею AGM. З літієвою батареєю 112 ампер годин заряджається всього за шість годин, оскільки максимальний струм зарядки в 30 ампер приблизно на годину довший. Для повного використання можливостей швидкої зарядки акумулятора LiFePo4, на додаток до акумулятора, як правило, слід модернізувати відповідний зарядний пристрій з відповідною характеристикою.
Літій також отримує більше переваг, ніж AGM, від підсилювача зарядки, який подає електроенергію в акумулятор під час руху. Спочатку обидві батареї заряджаються з однаковою швидкістю, але якщо ємність наближається до максимальної верхньої межі, зарядний пристрій помітно зменшує струм зарядки акумулятора AGM. Однак переваги літієвої батареї також купуються за високу ціну: літієвий фосфатний акумулятор Бюттнера, який ми тестували, коштує приблизно в 4,5 рази більше, ніж акумулятор AGM з подібною ємністю та розмірами. Більший термін експлуатації сам по собі не виправдовує високої ціни на літієву батарею. Однак, якщо врахувати співвідношення потужності до ваги, літієва батарея виграє у двох відношеннях.
Порівняно з батареєю AGM, яка важить понад 26 кілограмів, ви заощаджуєте 14,7 кілограма ваги і одночасно можете використовувати на 22 ампера більше. Інвестувати в сучасні акумуляторні технології варто, принаймні за нинішніми цінами, лише для любителів автодома, які часто є самодостатніми та хочуть вичерпати ємність акумулятора спільно з інвертором. Якщо потрібно задовольнити високий попит на електроенергію, мандрівники особливо виграють від заощадження ваги. Для того, щоб задовольнити голод за електрикою інвертора та підключених до нього 230-вольтових пристроїв, найкраще паралельно підключити дві батареї AGM.
Корисні 144 ампер години (як у випадку з тестовою батареєю) означали б вагу понад 50 кілограмів. Заміна двох акумуляторів AGM на батарею LiFePO4 дозволяє економити 39 кілограмів, зберігаючи при цьому пишні, повністю придатні для використання 110 ампер годин. Якщо пристрій для накопичення енергії регулярно заряджається, набагато дешевший акумулятор AGM також виконує своє призначення. Навіть ті, хто експлуатує лише 12-вольтові пристрої, а не через інвертор, фен, чайник тощо, навряд чи будуть використовувати кількість електроенергії, доступної від звичайних систем зберігання електроенергії.
Тест: як швидко заряджаються батареї?
За половину часу літієва батарея заряджалася більше енергії, ніж батарея AGM. Причину видно з кривої струму зарядки. З акумулятором LiFePO4 це майже 30 ампер протягом майже чотирьох годин. З акумулятором AGM струм зарядки стабільно падає вже через 2,5 години. Приблизно через дев’ять годин у батареях залишаються лише низькі струми зарядки. На даний момент літієва батарея вже повністю заряджена, тоді як батарея AGM все ще заповнюється додатковими ампер-годинами. Оскільки в процесі зарядки виникають втрати, загалом було нараховано 97,4 ампер-годин, хоча було витрачено лише 88,62 ампер-годин.
4. Це залежить від використання
Заміна батареї AGM дешевша і, як правило, простіша. Якщо ви хочете модернізувати літієву батарею, ви також повинні перевірити, чи оригінальний зарядний пристрій також сумісний з новим типом акумулятора. Оскільки кожен тип батареї має власну зарядну характеристику, яка визначає струм зарядки, напругу в кінці заряду та струм заряду. Якщо характеристична крива не відповідає типу батареї, існує ризик перезарядки, або акумуляторна батарея ніколи не буде повністю заряджена.
Якщо ви обираєте літієву батарею, вам слід також зазначити, що існують різні значення продуктивності, що перевищують ємність. Запропоновані моделі LiFePO4 розроблені для різних сильних струмів розряду. Випробуваний MT-Li 110 від Büttner Elektronik може витримувати постійний розряд 200 ампер, тоді як інші батареї цього типу іноді дозволяють лише 100 і менше ампер. Такі акумулятори непридатні для роботи з інвертором, який, наприклад, кавова капсульна машина витрачає близько 120 ампер. Однак знайти вказівку на безперервний струм розряду не завжди легко. Ця величина лише рідко відзначається в Інтернет-магазинах або друкованих каталогах дилерів. Якщо ви хочете бути в безпеці, вам слід дізнатись про технічні дані безпосередньо у виробника відповідної батареї на випадок сумнівів.
Приклад розрахунку можливого щоденного споживання
Телевізор: 45 Ш х 4 год: 12 В = 15 А
Світло: 16 Вт x 5,0 год: 12 В = 6,6 А
Водяний насос: 25 Вт x 0,5 год: 12 В = 1,0 АФен: 1200 Вт х 10 хв: 12 В = 17 АхРазом: 39,6 Ач
Переваги і недоліки
AGM акумулятор:
Перевірений акумулятор MT AGM 120, ціна: 369 євро
Дешева ціна
Зазвичай спеціальний зарядний пристрій не потрібен
Велика вага
Ємність не повністю використовується
Літієва батарея:
Перевірена батарея: MT-Li 110, ціна: 1699 євро
Невелика вага
Більш корисна ємність
Коротший час завантаження
Дуже висока ціна
Висновок
AGM акумулятор дешевше і забезпечує достатньо електроенергії для пересічного власника автодома. Той, хто часто має підключення до електромережі і не змушений економити останній кілограм ваги, добре впорається з акумулятором AGM.
За допомогою Літієва батарея можна використовувати повну ємність і заощадити вагу. Висока ціна виправдовує покупку особливо для власників будинків на колесах, які регулярно самодостатні і потребують багато електроенергії.