Lítium vs.
Lítiové batérie sľubujú veľké rezervy výkonu pri nízkej hmotnosti. Vyskúšali sme, čo moderný systém na ukladanie energie skutočne dokáže v porovnaní s klasickou batériou AGM.
Každý, kto musí najneskôr do konca roka vymeniť svoje vybité palubné batérie, stojí pred otázkou: ktorá batéria je tá správna? V tomto článku o batériách sme podrobne predstavili typy batérií, ktoré sú na trhu bežné. Jedna zásadná otázka však zostala nezodpovedaná: Čo skutočne prináša upgrade na ľahkú, ale zároveň aj drahú lítiovú batériu (LiFePO4)?
Chceli sme vedieť presne a vykonali sme systémové porovnanie medzi batériou AGM a lítium-železo-fosfátovou batériou s porovnateľnou kapacitou (AGM: 120 Ah, lítium: 110 Ah). Obe batérie vstúpili do závodu úplne nové, t. J. Bez známok veku v dôsledku nástupu sulfatácie. Aby sme mohli určiť, koľko a ako dlho rôzne zásobníky energie emitujú energiu v praktických podmienkach, vybavili sme náš mobilný dom pre test odolnosti komplexným meracím zariadením. V spolupráci s odborníkmi na batérie z Büttner Elektronik bol vypracovaný testovací protokol, ktorý reálne zobrazuje vlastnosti testovaných batérií.
To, ako dlho batéria dodáva elektrinu, závisí od úrovne spotreby. Nie je preto možné všeobecne povedať, koľko hodín alebo dní môže obytný automobil so systémom na uskladnenie elektriny vystačiť. Aby sme získali porovnateľné hodnoty, aktivovali sme rôznych spotrebiteľov v intervaloch viac ako 12 hodín. Týmto spôsobom sme simulovali realistický denný režim pre každú z dvoch batérií jednu za druhou. Batérie sa potom nechali v noci spamätať, kým sa prvý spotrebiteľ ráno nespustil.
1. Stručný prehľad nastavenia testu
Prúd a napätie sme zaznamenávali niekoľko dní špeciálne vyrobeným meracím prístrojom. Srdcom systému je skrinka, ktorá používa skrat na registráciu všetkých procesov na batérii. Dáta sme zaznamenali do počítača, ktorý potom prezentuje výsledky v tabuľkovej forme. Aby nedošlo k falšovaniu výsledkov merania, bol notebook osobitne pripojený k zdroju napájania mimo vozidla.
Vyskúšajte nastavenie:
1) merací box
2) 1 700 W invertor
3) Nabíjačka 30 A
4) AGM/lítiová batéria
5) dátový kábel
6) Počítač na zaznamenávanie údajov
Súčasťou testovacieho procesu je aj invertor s výkonom 1700 W a nabíjačka s 30 A.
Vybíjanie batérií v porovnaní
Dokázali sme prijať 88 Ah zo 120 ampérhodín batérie AGM predtým, ako zasiahla ochrana proti hlbokému vybitiu po dobrých 35 hodinách. V tomto teste sa 27 percent kapacity ukázalo ako mŕtvy kapitál, ktorý sa nedá použiť. V praxi by to malo byť ešte viac, pretože AGM alebo gélová batéria by sa mala dobiť, keď je nominálna kapacita vyčerpaná o 60 percent (tu 72 Ah). V opačnom prípade hrozí, že batéria sulfátuje, čo skracuje jej životnosť. Olovený akumulátor by sa preto nikdy nemal skladovať čiastočne vybitý po dlhšiu dobu.
LiFePO4 je o 14,7 kilogramu ľahší ako batéria AGM. Je to jasné.
O lítiovú batériu sa naopak stará ľahšie. Poškodené nie sú ani čiastočne vybité fázy odpočinku, ani hlboké výboje a vždy poskytuje rovnakú kapacitu bez ohľadu na aktuálnu silu. V skutočnosti je potvrdené, že je možné využiť 100 percent kapacity 110 Ah. V súlade s tým to v našom teste trvalo viac ako 20 hodín. U batérie AGM ochrana proti hlbokému vybitiu nabíjačky vypla odber prúdu pri napätí 10,35 voltov. V prípade lítiovej batérie naopak integrovaná riadiaca elektronika bráni aktivácii ochrany proti hlbokému vybitiu elektrobloku.
Test tiež ukazuje, že batéria AGM môže účinne poskytovať menšiu kapacitu, čím väčší je prúdový odber. Napätie olovenej batérie po zapnutí sušiča vlasov výrazne klesá, zatiaľ čo pri lítiovej batérii zostáva viditeľne stabilnejšie. Aby bol systém skladovania elektriny AGM čo najefektívnejší, musí sa povoliť pokojová fáza, v ktorej sa napätie môže trochu zotaviť.
Test: Ako dlho poskytujú batérie energiu?
Na skúšku sme odobrali riadený prúd. Časovač pripojený k invertoru aktivoval sušič vlasov s výkonom 1200 W ráno a večer. Tento výkon je porovnateľný s kávovarom. Druhý časovač nechal 40-wattovú žiarovku rozsvietiť štyrikrát denne, čo zhruba zodpovedá energetickým požiadavkám televízora. Okrem toho bolo stropné svetlo prevádzkované s 0,3 A po dobu 12 hodín. Zatiaľ čo krivka napätia batérie LiFePO4 ukazuje iba mierne kroky, napätie batérie AGM po krátkom čase výrazne klesá. V testovaných podmienkach dodáva lítiová batéria obytnému priestoru 110 ampérhodín po dobu 2 dní a 6 hodín, u batérie AGM batéria vydrží 88 ampérhodín 1 deň a 7 hodín.
Porovnanie nabíjania systému uskladňovania elektriny
Celý testovací systém je zapojený odborníkom na elektroniku.
Rozdiely sú aj pri nabíjaní. Doba nabíjania závisí predovšetkým od použitej nabíjačky. Pri teste bolo použité výkonné zariadenie s maximálnym nabíjacím prúdom 30 ampérov. Ale s batériou AGM sa tieto vyčerpajú iba asi tri hodiny, kým sa nabíjací prúd zníži v dôsledku špecifickej charakteristickej krivky. Prúdenie do batérie AGM trvá dvanásť hodín a 97 ampér hodín. S lítiovou batériou sa 112 ampér hodín nabije iba za šesť hodín, pretože maximálny nabíjací prúd 30 A je zhruba o hodinu dlhší. Aby sa plne využila schopnosť rýchleho nabíjania akumulátora LiFePo4, je potrebné okrem akumulátora dodatočne vybaviť aj vhodnú nabíjačku so zodpovedajúcimi vlastnosťami.
Lítium tiež profituje viac ako AGM z nabíjacieho zosilňovača, ktorý dodáva energiu do batérie počas jazdy. Obidve batérie sa na začiatku nabíjajú rovnakou rýchlosťou, ale ak sa kapacita priblíži k maximálnej hornej hranici, nabíjačka znateľne zníži nabíjací prúd batérie AGM. Výhody lítiovej batérie sa však kupujú aj za vysokú cenu: testovaná lítium-fosfátová batéria Büttner, ktorú sme testovali, stojí asi 4,5-krát viac ako batéria AGM s podobnou kapacitou a rozmermi. Samotná dlhšia životnosť neospravedlňuje vysokú cenu lítiovej batérie. Ak však vezmete do úvahy pomer výkonu k hmotnosti, je lítiová batéria výhrou v dvoch ohľadoch.
V porovnaní s batériou AGM, ktorá váži cez 26 kilogramov, ušetríte na hmotnosti 14,7 kilogramu a môžete súčasne spotrebovať o 22 ampér hodín viac. Investícia do modernej technológie batérií sa vyplatí, prinajmenšom za súčasné ceny, iba pre nadšencov obytných automobilov, ktorí sú často sebestační a chcú vyčerpať svoju kapacitu batérie v spojení so striedačom. Ak sa má uspokojiť vysoký dopyt po elektrine, úspora hmotnosti bude prínosom najmä pre cestujúcich. Aby ste uspokojili potrebu striedača a pripojených zariadení s napätím 230 voltov, je najlepšie zapojiť paralelne dve batérie AGM.
Užitočných 144 ampér hodín (ako v prípade testovacej batérie) by potom znamenalo aj hmotnosť nad 50 kilogramov. Výmena dvoch batérií AGM za batériu LiFePO4 ušetrí 39 kilogramov pri stále sviežich a plne použiteľných 110 ampérhodinách. Ak sa zariadenie na akumuláciu energie nabíja pravidelne, svoj účel plní aj oveľa lacnejšia batéria AGM. Dokonca aj tí, ktorí prevádzkujú iba 12-voltové zariadenia a nie prostredníctvom invertora, sušiča vlasov, rýchlovarnej kanvice atď., Ťažko využijú množstvo elektriny dostupné z konvenčných systémov na skladovanie elektriny.
Test: Ako rýchlo sa batérie nabíjajú?
Za polovicu času sa lítiová batéria nabila viac energie ako batéria AGM. Príčinu je možné vidieť z krivky nabíjacieho prúdu. S batériou LiFePO4 je to celých 30 ampérov takmer štyri hodiny. S batériou AGM nabíjací prúd stabilne klesá už po 2,5 hodinách. Asi po deviatich hodinách sú v batériách stále iba nízke nabíjacie prúdy. Lítiová batéria je v tomto okamihu už úplne nabitá, zatiaľ čo batéria AGM sa stále plní ďalšími ampérhodinami. Pretože počas procesu nabíjania dochádza k stratám, bolo účtovaných celkom 97,4 ampérhodín, hoci bolo čerpaných iba 88,62 ampérhodín.
4. Závisí to od použitia
Výmena batérie AGM je lacnejšia a zvyčajne ľahšia. Ak chcete dodatočne vybaviť lítiovú batériu, musíte skontrolovať, či je originálna nabíjačka kompatibilná aj s novým typom batérie. Pretože každý typ batérie má svoju vlastnú nabíjaciu charakteristiku, ktorá určuje nabíjací prúd, napätie na konci nabíjania a udržiavacie nabíjanie. Ak sa charakteristická krivka nezhoduje s typom batérie, existuje riziko prebitia alebo batéria nebude nikdy úplne nabitá.
Ak sa rozhodnete pre lítiovú batériu, mali by ste tiež vziať na vedomie, že okrem kapacity existujú aj iné hodnoty výkonu. Ponúkané modely LiFePO4 sú určené pre rôzne silné výbojové prúdy. Testovaný model MT-Li 110 od spoločnosti Büttner Elektronik vydrží trvalé vybitie 200 ampérov, zatiaľ čo iné batérie tohto typu niekedy umožňujú iba 100 alebo menej ampérov. Takéto batérie sú nevhodné na prevádzku s invertorom, na ktorom kávovar na kapsule napríklad čerpá okolo 120 ampérov. Nie je však vždy ľahké nájsť údaj o kontinuálnom vybíjacom prúde. Táto hodnota je v online obchodoch alebo v tlačených katalógoch predajcov zaznamenaná len zriedka. Ak chcete byť na bezpečnej strane, mali by ste sa opýtať na technické údaje priamo od výrobcu príslušnej batérie.
Príklad výpočtu možnej dennej spotreby
Televízor: 45 W x 4 h: 12 V = 15 Ah
Svetlo: 16 W x 5,0 h: 12 V = 6,6 Ah
Vodné čerpadlo: 25 W x 0,5 h: 12 V = 1,0 AhSušič vlasov: 1 200 W x 10 min: 12 V = 17 AhCelkom: 39,6 Ah
Výhody a nevýhody
Batéria AGM:
Testovaná batéria MT AGM 120, cena: 369 eur
Lacná cena
Zvyčajne nie je potrebná žiadna špeciálna nabíjačka
Vysoká váha
Kapacita nie je úplne využiteľná
Lítiová batéria:
Testovaná batéria: MT-Li 110, cena: 1699 eur
Nízka hmotnosť
Väčšia využiteľná kapacita
Kratšia doba načítania
Veľmi vysoká cena
Záver
The Batéria AGM je lacnejšia a poskytuje dostatok elektriny pre priemerného majiteľa obytného vozidla. Každý, kto má často elektrické pripojenie a nie je nútený šetriť posledné kilo hmotnosti, urobí s batériou AGM dobre.
Vďaka Lítiová batéria je možné využiť celú kapacitu a hmotnosť sa uloží. Vysoká cena oprávňuje nákup najmä pre majiteľov obytných automobilov, ktorí sú pravidelne sebestační a potrebujú veľa elektriny.