Cómo calcular el número de ciclos de las baterías de almacenamiento de energía fotovoltaica

The calculation of the number of cycles of photovoltaic energy storage batteries is directly related to the "depth of discharge (DOD)". When the battery is discharged halfway (such as discharging from 100% SOC to 50%) and then charged, the number of cycles is not calculated as "one complete cycle", but accumulated according to the equivalent full charge and discharge times. The following is a specific analysis:

La definición de un ciclo completo

El proceso de descarga de la batería de la carga completa (1 0 0% SOC) para vaciar completamente (0% SOC), y luego cargar a la carga completa, se cuenta como 1 ciclo completo .

Ejemplo: 1 0 0%→ 0%→ 100%= 1 ciclo .

Cálculo del número de ciclos de carga y descarga parcial

Cuando la profundidad de descarga (DOD) no alcanza el 100%, el número de ciclos se acumula de acuerdo con la proporción de la profundidad de descarga .

Fórmula: número equivalente de ciclos=profundidad de descarga (dod) ÷ 100%

Ejemplo: descarga 50%(100%→ 50%), entonces esta operación es 0 . 5 ciclos equivalentes; Si se descarga 50% y se vuelve a cobrar, las dos veces se acumulan como 1 ciclo completo.

Escenario 1: Descarga individual 50% seguido de carga

Proceso de descarga: 100% SOC → 50% SOC (DOD =50%)

Proceso de carga: 50% SOC → 100% SOC

Cálculo del número de ciclo:

Número equivalente de ciclos=50% ÷ 100%=0.5 veces, es decir, esta operación solo se cuenta como la mitad de un ciclo .

Escenario 2: Acumulación de descarga parcial múltiple

Primer tiempo: 100%→ 70%(DOD =30%) → Cargar a 100%→ 0.3 ciclos acumulados

2do tiempo: 100%→ 60%(DOD =40%) → Cargar a 100%→ 0.4 ciclos acumulados

3er tiempo: 100%→ 50%(DOD =50%) → Cargar a 100%→ 0.5 ciclos acumulados

Número total de ciclos: 0.3+0.4+0.5=1.2 veces, que es equivalente a 1 . 2 Ciclos completos.

Tipo de batería Tiempos de ciclo nominal (80% DOD) Características de la vida del ciclo bajo descarga parcial .

Batería de fosfato de hierro de litio 3000-6000 veces cuando se descarga parcialmente (como 50% DoD), los tiempos de ciclo se pueden duplicar a 6000-12000 veces .

Batería de litio ternario 1000-2000 veces la descarga parcial mejora significativamente la vida útil del ciclo, pero decae más rápido a altas temperaturas .

Batería de plomo-ácido 300-500 cuando se descarga parcialmente (como 50% DoD), los tiempos de ciclo son aproximadamente 500-800 veces .

Nota: Los tiempos del ciclo nominal generalmente se basan en 80%DOD (como 100%→ 20%→ 100%) . Si el DOD es menor en uso real (como 50%), los tiempos de ciclo equivalentes deben convertirse proporcionalmente, y la vida útil de la batería se extenderá en consecuencia .

Algoritmo del sistema de gestión de baterías (BMS)

La mayoría de BMS calculará el número equivalente de ciclos de acuerdo con la capacidad de descarga acumulada . Por ejemplo, si la capacidad de la batería es de 10 kWh, la descarga acumulada de 5kWh se cuenta como 0 . 5 ciclos.

Algunos BMS de alta gama ajustarán dinámicamente la lógica de cálculo del ciclo en función de parámetros como la profundidad de descarga, la temperatura y la velocidad de carga y descarga .

Temperatura y tasa de carga y descarga

Under high temperature (>40 grados) o baja temperatura (<0℃) environment, even if it is partially discharged, the battery decay rate will accelerate, and the equivalent number of cycles may be "falsely increased".

Fast charging (>1c) agravará la pérdida interna de la batería, y el coeficiente de conversión del ciclo puede ser mayor bajo el mismo DoD (como 0 . 5 ciclos, la pérdida real es equivalente a 0.6 veces).

Umbral de descomposición de capacidad

El estándar de terminación para el número de ciclos suele ser cuando la capacidad de la batería decae al 80% del valor nominal ., por ejemplo: cuando una batería de 10kWh decaza a 8kWh, se considera que alcanza el número nominal de ciclos .

En escenarios de descarga parcial, la descomposición de la capacidad es más lenta, y el número real de ciclos disponibles puede exceder el valor nominal (e . g ., el número de ciclos de fosfato de hierro de litio al 50% DoD puede alcanzar 1.5-2 veces el valor nominal) {}}}

Evite la descarga profunda

Intente controlar la profundidad de descarga dentro del 50%(E . G ., 100%→ 50%), que puede reducir a la mitad el número equivalente de ciclos y extender significativamente la vida útil de la batería .

Ejemplo: una batería de fosfato de hierro de litio con 3000 ciclos nominales (80% DoD) en realidad puede hacer un ciclo más de 6000 veces si se usa al 50% DOD .

Use BMS para monitorear ciclos equivalentes

Vea el "número de ciclo equivalente acumulativo" a través de la aplicación Sistema de almacenamiento de energía y planifique el ciclo de reemplazo de antemano en función de los datos de descomposición de la capacidad de la batería (como el porcentaje de capacidad restante) .

Combinado con la estrategia de precio de la electricidad para equilibrar la carga y descarga

Si el objetivo es el arbitraje pico de valle (como la carga durante las horas del valle y la descarga durante las horas pico), la descarga parcial (como el 30% -50% dod) puede usarse preferentemente para reducir el número de ciclos al tiempo que garantiza ganancias .}

Fórmula del núcleo: número equivalente de ciclos=Profundidad de descarga acumulativa (DoD total) ÷ ​​100%

Principio clave: la descarga parcial se acumula en proporción, cuanto menor sea la profundidad, más lento se consume el número de ciclos;

Optimización de la vida: controlar la profundidad de descarga<50% can make the actual battery life reach 1.5-2 times the nominal value.

A través de la lógica anterior, los usuarios pueden evaluar con precisión el uso de la pérdida de baterías de almacenamiento de energía fotovoltaica y planificar racionalmente la operación y el mantenimiento y las estrategias de reemplazo .