Ładowanie baterii LiFePO4 w okresie zimowym.
Zima w Polsce to szczególne wyzwanie dla użytkowników instalacji PV z magazynem energii. Krótkie dni, niskie kąty padania słońca i częste zachmurzenie sprawiają, że uzyski energii z fotowoltaiki są mocno ograniczone. W takich warunkach odpowiednia strategia ładowania akumulatorów LiFePO₄ ma kluczowe znaczenie – nie tylko dla efektywności, ale i dla samego systemu BMS.
Dlaczego warto regularnie doładowywać akumulator do 100%?
Każdy akumulator LiFePO₄ wyposażony jest w BMS (Battery Management System). To właśnie on odpowiada m.in. za pomiar i wyliczanie poziomu naładowania (SOC – State of Charge).
Problem w tym, że jeżeli bateria przez dłuższy czas nie osiąga 100% naładowania, BMS zaczyna „rozjeżdżać się” w swoich obliczeniach. Rzeczywisty stan energii może znacząco różnić się od wskazywanego SOC. Typowym objawem jest sytuacja, w której bateria pokazuje np. 30%, a napięcie wskazuje, że realnie energii jest znacznie mniej (albo odwrotnie).
Regularne doprowadzanie baterii do pełnego naładowania pozwala BMS-owi na tzw. rekalibrację – czyli ponowne zsynchronizowanie wskazań SOC z rzeczywistym stanem ogniw.
Ustawienia w falownikach Deye – 6 przedziałów czasowych
Falowniki Deye dają nam bardzo wygodne narzędzie – możliwość ustawienia aż 6 przedziałów czasowych, w których można kontrolować nie tylko tryb pracy, ale też minimalny poziom SOC (zabezpieczenie przed nadmiernym rozładowaniem). Po prawej stronie harmonogramu mamy właśnie to ustawienie SOC.
To rozwiązanie idealnie sprawdza się zimą, gdy chcemy bardziej „pilnować” baterii i zapewnić jej częstsze doładowania do pełna.
Rekomendowane wartości SOC w zimie
Na podstawie praktyki i doświadczeń warto przyjąć następującą strategię:
- październik – marzec: SOC 40%
- listopad – luty: SOC 60%
- grudzień – styczeń: SOC 80%
Taka gradacja pozwala dostosować poziomy zabezpieczenia do realnych warunków nasłonecznienia. W grudniu i styczniu – kiedy uzyski PV są najniższe – wyższe SOC daje większą szansę, że bateria zdąży się doładować do pełna i BMS przeprowadzi korektę.
Wielkość instalacji i magazynu – kluczowe znaczenie
Oczywiście trzeba pamiętać, że nie ma jednej uniwersalnej recepty. Ogromne znaczenie ma:
- moc instalacji PV (kWp)
- pojemność magazynu energii (kWh)
Jeżeli ktoś ma np. instalację 10 kWp i magazyn 5 kWh, to nawet zimą akumulator będzie się doładowywał do 100% bez większego problemu – bo stosunek mocy PV do pojemności baterii jest bardzo korzystny.
Jeżeli jednak magazyn jest duży w stosunku do instalacji (np. 15 kWh przy PV 5 kWp), to zimą może zdarzać się, że akumulator nigdy nie osiągnie pełnego naładowania – wtedy rola odpowiedniego harmonogramu i ewentualnego doładowania z sieci staje się dużo ważniejsza.
Temperatura pracy akumulatora – dlaczego to takie ważne?
Oprócz strategii ładowania w zimie trzeba pamiętać o jeszcze jednym, bardzo istotnym czynniku – temperaturze baterii.
Ogniwa LiFePO₄ najlepiej czują się w temperaturach pokojowych, około 20°C.
👉 Jeżeli akumulator pracuje w garażu, nieogrzewanym pomieszczeniu czy na dworze, to w zimie jego wydajność oraz możliwości ładowania spadają.
Przykład:
- w 5°C maksymalny prąd ładowania spada do 0,1C
- oznacza to, że bateria o pojemności 100 Ah, która normalnie ładowana jest prądem 100 A, w 5°C może być ładowana tylko 10 A
Efekt?
- wolniejsze ładowanie,
- potencjalny brak pełnego naładowania w krótkie zimowe dni,
- większe ryzyko, że BMS nie zsynchronizuje poprawnie SOC.
Podsumowanie
Zimą warto ustawić w falowniku Deye harmonogram ładowania baterii tak, aby przynajmniej co pewien czas akumulator osiągał 100%. Dzięki temu BMS będzie działał poprawnie, a my będziemy mieli pewność, że wskazania SOC są wiarygodne.
Odpowiednio dobrane wartości SOC – np. 40% jesienią, 60% zimą i 80% w szczycie zimy – to prosta metoda, by lepiej wykorzystać potencjał magazynu energii w trudnych miesiącach.
Tylko mając magazyn mamy jeszcze możliwość ładowania go z sieci jeżeli mamy np, taryfę G12 albo Pstryk. Te założenia w artykule jak rozumiem dotyczą tylko osób, które są w taryfie G11.
Tak dokładnie, temat dotyczy osób które ładują magazyn tylko z PV.
Co w przypadku kiedy mam magazyn ustawiony po Voltach bez komunikacji ? Wtedy teoretycznie nie interesuje mnie wskazanie soc. Czy szkodzi ogniwom lfp trzymanie ich na poziomie 3.40v per cela przez powiedzmy tydzień i nie doładowywanie ich do pełna przez dłuższy czas ?
Wkradł się błąd .. chodziło mi o 3.20v per cell
Ustawienia pracy magazynów energii w voltach jest ba5dzo wymagające i należy dysponować wiedzą o charakterystyce danej serii ogniw. Nawet u jednego producenta w poszczególnych seriach charakterystyka napięciowo-prądowa ogniw jest różna i czasami nie są to duże rozbieżności, ale jednak. Dysponując specjalistycznymi urządzeniami do łądowania ogniw, możemy zauważyć że występuje pewien próg napięcia ogniwa, przy którym następuje nasycenie ładowania i dalszy wzrost napięcia na ogniwach wymaga dużo większych poziomów doprowadzonej energii. Dlatego też maksymalne napięcia na ogniwo na poziomie 3.65V jest zupełnie pozbawione sensu. Stąd ustawia się poziom tzw SOC100 na poziomie około 3.45V. To daje możliwość uzyskania najczęściej optymalnych poziomów ilości zmagazynowanej energii. W drugą stronę – obniżanie napięciem poziomu naładowania powoduje że zupełnie bez sensu nie wykorzystujemy pojemności znamionowej magazynu.
Pomiar napięcia ogniwa jako odniesienie do jego poziomu naładowania jest bardzo kiepską koncepcją, chociaż znam wiele osób, które uważają że to oznaka profesjonalizmu, mimo że nie mają kompletnie pojęcia o argumentach za i przeciw.
Przyrost, poziom napięcia na ogniwach LIPO4 jest nie liniowy i bardzo ciężko się zorientować z dokładnym określeniem ilości energii w ogniwie po jego napięciu. Krzywa napięcia jest niemal płaska a istotne zmiany następują na poziomie dużego rozładowania lub w okolicach nasycenia ładowania i są one – jak już pisałem – różne dla różnych typów, producentów, serii produkcyjnych.
Ustawienie prezentacji naładowania przez wskazania % ma dużo wad, ale dużo bardziej precyzyjnie określa rzeczywisty poziom naładowania. Oczywiście po spełnieniu kilku istotnych warunków – jak wspomniana przez autora okresowa rekalibracja BMS-ów przez naładowanie ogniw do poziomu odniesienia, jako naładowane do 100%.