แบตเตอรี่หมุนเวียนลึกเป็นอุปกรณ์เก็บพลังงานทางเคมีไฟฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อให้พลังงานที่ยั่งยืนในระยะเวลาที่ยาวนานโดยการอดทนการชาร์จลึกซ้ําหน่วยเหล่านี้ใช้แผ่นหมูหนาและวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงในการรักษาความสมบูรณ์แบบโครงสร้างในช่วง 80% ความลึกของการปล่อย (DoD) จักรยานความสนใจด้านวิศวกรรมนี้ให้ความสําคัญกับการจัดส่งพลังงานระยะยาว มากกว่าการจัดส่งไฟฟ้าระยะสั้น
แบตเตอรี่วงจรลึกถูกออกแบบมาสําหรับวงจรการปล่อยของ 500 ถึง 3,000 ขึ้นอยู่กับสับสนธิเครือข่ายเฉพาะเจาะจงและโปรโตคอลการบํารุงรักษา
ความแตกต่างทางโครงสร้างหลักอยู่ที่ความหนาของแผ่น ซึ่งใหญ่กว่าของแบตเตอรี่ Starting, Lighting and Ignition (SLI) มากยิ่งขึ้น
ตามสภาแบตเตอรี่นานาชาติ (BCI) การรักษาความลึกของการปล่อยของแบตเตอรี่ (DoD) ที่คงที่ต่ํากว่า 50% สามารถทําให้อายุการใช้งานที่คาดหวังเพิ่มเป็นสองเท่า
การบริหารความร้อนมีความสําคัญมาก เนื่องจากความต้านทานภายในเพิ่มขึ้นประมาณ 10% สําหรับทุกระดับเซลเซียส 10 องศา ลดต่ํากว่า 25 องศาเซลเซียส
ปรัชญาทางวิศวกรรมของแบตเตอรี่หมุนเวียนลึกเน้นความแข็งแรงทางกายภาพของแผ่นบวกและลบ ในแบตเตอรี่เริ่มต้นมาตรฐานเพิ่มพื้นที่พื้นผิวให้มากที่สุด เพื่ออํานวยความสะดวกให้กับการกระแทกกระแสไฟฟ้าที่ต้องการในการจุดไฟของเครื่องยนต์ในทางตรงกันข้าม แผ่นวงจรลึกเป็นหนา, หนา grid โหลดที่เคลือบด้วยผสม lead-oxide ความหนาแน่นสูงความหนานี้ทําให้แบตเตอรี่สามารถทนความเครียดทางกลของการแปลงเคมีซ้ํา ๆ โดยไม่เสียววัตถุประกอบ.
การวิจัยจาก National Renewable Energy Laboratory (NREL) แสดงว่าแบตเตอรี่วงจรลึกมักมีแผ่นที่หนากว่า 25% ถึง 40% กว่าแบตเตอรี่ SLIน้ําหนักโครงสร้างนี้เป็นสิ่งจําเป็น เพราะกระบวนการเคมีของการปล่อยเปลี่ยนโครงการหมูไดออกไซด์ (PbO2) เป็นหมูซัลเฟต (PbSO4)ผนังที่หนากว่าให้การเสริมเสริมที่จําเป็นเพื่อป้องกันการบิดหรือแตกระหว่างการเปลี่ยนแปลงขนาดนี้ ในอุตสาหกรรมน้ําหนักเฉพาะของเอเลคโทรลิตมักจะปรับเป็น 1.280 เพื่อปรับปรุงการขนย้ายไอออน ระหว่างการปล่อยระยะยาว
สําหรับการปรับแต่งที่เหมาะสม รีวิวการแก้ไขแบตเตอรี่ลิธีียมของเรา สําหรับรายละเอียดและตัวเลือกการใช้งาน
การทํางานของแบตเตอรี่หมุนเวียนลึกขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาเคมีซัลฟาตคู่ทั้งไดออกไซด์หมูที่แผ่นบวกและหมูสปองที่แผ่นลบปฏิกิริยากับกรดซัลฟูริก (H2SO4) ในเอเลคโทรลิตการปฏิกิริยานี้ผลิตซัลฟาตและน้ํา (H2O) ตามกระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกา ความเข้มข้นของกรดลดลงเมื่อแบตเตอรี่อุดตันลดความจุในการใช้งานในวงจรลึก, แบตเตอรี่ถูกออกแบบให้ดําเนินการปฏิกิริยานี้จนกระทั่งส่วนใหญ่ของวัสดุที่ใช้ได้ถูกแปลง โดยไม่ทําลายโครงสร้างของกรีด
ความท้าทายที่สําคัญในกระบวนการนี้คือ การซัลฟาเทชั่น โดยที่คริสตัลของซัลฟาเทชั่นนํามันแข็งบนแผ่นคริสตัลเหล่านี้กลายเป็นยากที่จะแปลงใหม่ระหว่างระยะการชาร์จข้อมูลจากมหาวิทยาลัยแบตเตอรี่แสดงให้เห็นว่า ประมาณ 85% ของการล้มเหลวของแบตเตอรี่กรด鉛วิศวกรมือใหม่ต้องให้แน่ใจว่าโปรไฟล์การชาร์จมีระยะการดูดซึมที่เหมาะสม เพื่อเปลี่ยนซัลฟาต鉛เป็นไดออกไซด์และเชื้อเชื้อ, กลับคืนแรงโน้มถ่วงเฉพาะของสารประกอบไฟฟ้า
สําหรับวิศวกรไฟฟ้า การเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการสกัดและความจุ เป็นสิ่งสําคัญ กฎหมายของพีคอร์ตอธิบายว่า เมื่ออัตราการสกัดเพิ่มขึ้นความจุที่ว่างของแบตเตอรี่กรด鉛ลดลงสูตรนี้แสดงออกว่า t = H ((C / IH) ^ k, ที่ 'k' คือค่าคงที่ Peukert สําหรับแบตเตอรี่หมุนเวียนลึกแบบปกติ, ตัวคงที่ Peukert อยู่ในช่วง 1.1 ถึง 1.3ตามการศึกษาในปี 2024 ที่ตีพิมพ์ในวารสารพลังงาน แบตเตอรี่ที่ระดับ 100Ah ในอัตรา 20 ชั่วโมงอาจให้เพียง 60Ah หากปล่อยในเวลาเพียงหนึ่งชั่วโมง
ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเพราะการชาร์จไฟฟ้าระดับสูง ส่งผลให้ไอออนในสารประกอบไฟฟ้าที่อยู่รอบๆแผ่นชาร์จนั้น หมดไปอย่างรวดเร็วการแพร่ระบายของไอออนจากสารประกอบไฟฟ้าส่วนใหญ่ไม่สามารถติดตามอัตราการปฏิกิริยาสืบเนื่องจากนั้น ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้น และความกระชับกําลังปลายลดลงก่อนกําหนดวิศวกรที่ออกแบบระบบ UPS หรือแผ่นพลังแสงอาทิตย์ต้องคํานวณเรื่องนี้โดยการปรับขนาดแบตเตอรี่อย่างน้อย 20% เพื่อให้แน่ใจว่าเวลาทํางานที่ต้องการถูกตอบสนองในสภาพภาระหนักสูงการจําลองตัวแปรเหล่านี้อย่างแม่นยําเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับความน่าเชื่อถือของระบบและการปรับปรุงค่าใช้จ่าย
สําหรับวงจรชีวิตเพิ่มเติมและสถานการณ์การใช้งาน ดูคู่มือการปฏิบัติตาม IEC 60896 VRLA เป็นข้อมูลติดตาม
ระยะเวลาการใช้งาน (ใน 50% DoD)
| ลักษณะ | แบตเตอรี่วงจรลึก | การเริ่มต้น (SLI) แบตเตอรี่ |
|---|---|---|
| ความหนาของแผ่น | 2.5 มิลลิเมตร - 4.5 มิลลิเมตร | 0.8 มิลลิเมตร - 1.5 มิลลิเมตร |
| ความลึกเฉพาะของการปล่อย (DoD) | 50% ถึง 80% | 1% ถึง 5% |
| 500 - 1500 วงจร | 30 - 50 จันทร์ | |
| ความหนาแน่นของวัสดุที่มีผล | สูง (พาสต์หนา) | ต่ํา (พาสต้าขัดขวาง) |
| แอมเปอร์กระตุ้นเย็น (CCA) | กลาง | สูงมาก |
สําหรับอ้างอิงทางเทคนิคที่เกี่ยวข้อง อ่านการเปรียบเทียบ AGM vs Gel วงจรลึกของเราก่อนการเสร็จสิ้นการออกแบบ
อุณหภูมิอาจเป็นปัจจัยสิ่งแวดล้อมที่มีอิทธิพลมากที่สุดที่ส่งผลต่อผลงานของแบตเตอรี่หมุนเวียนลึกขณะที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเพิ่มความจุโดยเร่งปฏิกิริยาทางเคมี, พวกเขาพร้อมกันเร่งการกัดกร่อนภายในและการเหยื่อออกของเอเลคโทรลิตการเพิ่มอุณหภูมิ 8 องศาเซลเซียสเหนืออุณหภูมิการทํางานมาตรฐาน 25 องศาเซลเซียส จะทําให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลดลงครึ่งนี่คือข้อพิจารณาที่สําคัญสําหรับวิศวกรที่ใช้แบตเตอรี่ในภูมิอากาศอุณหภูมิหรือห้องเซอร์เวอร์ที่ไม่เย็น
ด้านกลับกัน อุณหภูมิต่ําเพิ่มความต้านทานภายในและลดความจุที่ใช้ได้ ในอุณหภูมิ 0 °C แบตเตอรี่กรด鉛อาจสูญเสียความจุสูงถึง 30% เมื่อเทียบกับการทํางานในอุณหภูมิ 25 °Cการวิจัยจากสมาคมวิศวกรรถยนต์ (SAE) ชี้ให้เห็นว่าความดันการชาร์จต้องถูกชดเชยด้วยอุณหภูมิ เพื่อป้องกันการชาร์จเกินในอากาศร้อนและการชาร์จต่ําในอากาศเย็นเครื่องชาร์จอุตสาหกรรมที่ทันสมัยใช้เซ็นเซอร์ความร้อน เพื่อปรับความกระชับรัดจาก -3mV ถึง -5mV ต่อเซลล์ สําหรับการเพิ่มระดับเซลเซียสทุกองศา
"เทคโนโลยีวงจรลึกเป็นกระดูกสันหลังของความมั่นคงของพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้ โดยที่ความหนาทางกายภาพของเครือข่ายกําหนดอายุการใช้งานทางเคมีไฟฟ้าการ นวัตกรรม ใน สายเหล็ก โลหะ แคลเซียม ทองเหลือง กําลัง ขยาย ขอบเขต ของ ความทนทาน ต่อ การ ละลาย ใน สภาพ อุณหภูมิสูง."
แบตเตอรี่หมุนเวียนลึกเป็นสิ่งจําเป็นในภาคที่ความน่าเชื่อถือและค่าใช้จ่ายต่อรอบเป็นสิ่งสําคัญพวกเขาเป็นสื่อเก็บข้อมูลหลักสําหรับระบบพลังแสงอาทิตย์นอกเครือข่ายตามสํานักงานพลังงานทดลองนานาชาติ (IRENA)แบตเตอรี่กรดหมึกยังคงมีส่วนมากกว่า 40% ของอุปกรณ์เก็บแสงอาทิตย์ขนาดเล็กทั่วโลก เนื่องจากสามารถนําไปใช้ใหม่และมีโปรไฟล์ความปลอดภัยที่พิสูจน์ได้ความสามารถในการจัดการกับรูปแบบการชาร์จที่ไม่ปกติจากแสงอาทิตย์ PV ทําให้มันเหมาะสมสําหรับโครงการไฟฟ้า rural
ในอุตสาหกรรมการขนส่งวัสดุ รถยกไฟฟ้าและรถนําทางอัตโนมัติ (AGV) ใช้แบตเตอรี่วงจรลึกขนาดใหญ่เพื่อให้พลังงาน 8 ถึง 12 ชม.แบตเตอรี่เหล่านี้ถูกออกแบบมาเพื่อการปล่อยพลังงานหนักข้อมูลจากสถาบันการจัดการวัสดุ (MHI) แสดงว่าระบบเชื้อเชื้อเชื้อเชื้อเชื้อเชื้อเชื้อเชื้อเชื้อเชื้อเชื้อبشرطیว่ามีพื้นฐานการบํารุงรักษาและการชาร์จที่เหมาะสมนอกจากนี้, อุตสาหกรรมโทรคมนาคมใช้แบตเตอรี่วงจรลึกของวัลล์วเรกูเลทลีด-แอซิด (VRLA) สําหรับพลังงานสํารองในหอคอยเซลล์ห่างไกล, รับประกันการทํางานของเครือข่าย 99.999%
การยกระดับ ROI ของแบตเตอรี่หมุนเวียนลึก ต้องการการปฏิบัติตามตารางการบํารุงรักษาอย่างเข้มงวด สําหรับแบตเตอรี่กรดหมุนเวียนค่าชาร์จปรับระดับปกติจําเป็นเพื่อป้องกันการจัดชั้นของเอเลคโทรลิต, สภาพที่กรดมุ่งเน้นอยู่ด้านล่างของเซลล์. ตาม EUROBAT, การปรับสมดุลมีส่วนเกี่ยวข้องกับการชาร์จเกินที่ควบคุมที่ผลิตกระบอกก๊าซ, การผสมสารไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ.กระบวนการนี้ควรทําทุก 30 วันหรือเมื่อการอ่านแรงโน้มถ่วงเฉพาะระหว่างเซลล์แตกต่างกันมากกว่า 0.030.
สําหรับแบตเตอรี่ VRLA เช่น AGM และ Gel ประเภท การบํารุงรักษามุ่งเน้นมากกว่าในการติดตามความร้อนและการตรวจสอบทอร์ม็อตปลายทําให้พวกเขายอมรับการชาร์จเกิน ซึ่งอาจทําให้ "ความร้อนหลุด"การวิจัยแสดงให้เห็นว่า 15% ของความล้มเหลวของ VRLA ในศูนย์ข้อมูล เกิดจากการเชื่อมต่อปลายที่อ่อนแอที่สร้างความร้อนในพื้นที่วิศวกร ควร ใช้ อินฟราเรด เทอร์โมเกราฟี ระหว่าง การ ทดสอบ การ ไหล ออก เพื่อ ระบุ จุด ที่ มี ความ ต้านทานสูงการระบายอากาศที่เหมาะสมยังจําเป็นเพื่อป้องกันการสะสมของก๊าซไฮโดรเจน แม้แต่ในรุ่นที่ไม่ต้องดูแล
ใช่ แต่ไม่แนะนํา ขณะที่แบตเตอรี่วงจรลึกสามารถให้กระแสที่จําเป็น แต่มันขาดการจัดอันดับอัมเปอร์การเริ่มต้นแบบเย็น (CCA) ที่สูงของแบตเตอรี่เริ่มต้นพิเศษตามมาตรฐาน BCI, การใช้แบตเตอรี่วงจรลึกสําหรับการเริ่มต้นเครื่องยนต์บ่อย ๆ อาจนําไปสู่การสกัดสภาพของวัสดุที่ใช้ได้ก่อนกําหนด เนื่องจากจุดกระจายแรงสูงที่มันไม่ได้ถูกออกแบบเป็นหลักในการจัดการสําหรับการวางแผนระบบ, ดูทางแก้ไขในการเก็บพลังงานของเรา เพื่อให้การเลือกแบตเตอรี่ตรงกับความต้องการของสถานที่
อายุการใช้งานขึ้นอยู่กับความลึกของการชาร์จ โดยทั่วไป แบตเตอรี่ระยะยาวคุณภาพสูงจะใช้งาน 4 ถึง 8 ปีในแอพพลิเคชั่นสํารอง (UPS) หรือ 500 ถึง 1,000 วงจรในการใช้งานแสงอาทิตย์ที่ใช้ในวงจรทุกวันการรักษาแบตเตอรี่ในภาวะที่ชาร์จเต็ม และหลีกเลี่ยงการปล่อยของภายใต้ 50% เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการขยายอายุการใช้งานของมันเกิน 2,000 วัน
แบตเตอรี่ Absorbent Glass Mat (AGM) ใช้เครื่องแยกไฟเบอร์กล๊าส เพื่อทําให้อิเล็กทรอลิตไม่เคลื่อนไหว ทําให้มันกันการรั่วไหลและทนต่อการสั่นสะเทือนมากขึ้นแบตเตอรี่ที่มีน้ําท่วม มีกรดเหลว และต้องให้น้ําเป็นระยะเวลาข้อมูลแสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่ AGM มีอัตราการปล่อยตัวเองที่ต่ํากว่า (1-3% ต่อเดือน) เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ที่น้ําท่วม (5-10% ต่อเดือน) ทําให้มันดีกว่าสําหรับการใช้งานตามฤดูกาลหรือการติดตั้งทางไกล
การทดสอบความจุคือวิธีที่แม่นยําที่สุด หากแบตเตอรี่ไม่สามารถรักษาความจุ 80% ของความจุของมันในระหว่างการทดสอบการปล่อยที่ควบคุมการลดลงอย่างมากของความแรงกดไฟในวงจรเปิด (ต่ํากว่า 10.5V สําหรับแบตเตอรี่ 12V) ภายใต้ภาระปานกลางมักจะชี้ให้เห็นว่าเซลล์ตายหรือซัลฟาที่รุนแรงที่ไม่สามารถฟื้นฟูได้
