Re: OT: fotovoltaika vybíjení baterie

[Petr Labaj]

Otázkou je, jestli jste na používání té baterky vůbec správně vybaven.
Z toho datasheetu podle mě plyne, že pro správné nasazení musíte mít 
terasu se slunečníkem a hlavně s dalekohledem.

K těm parametrům: myslím, že nijak zásadně nevybočují. Jen jsou trochu 
konzervativnější.
Jako doporučený nabíjecí proud je 0.2C. U mnoha jiných baterek je to 
sice 0.5C, ale v podmínkách testování pro uznání záruky se pak stejně 
objevuje také to 0.2C.
A jako maximální proud tam máte 1C, což je opět celkem standardní hodnota.

Tipnul bych si, že by měnič měl být schopný nastavit nabíjecí proud 
baterky.  Aspoň u všech měničů nebo nabíječů, o kterých jsem uvažoval a 
tak četl jejich parametry, to tak bylo.

Nafukování baterek (podle mě) souvisí s chemickým principem těch baterek.
Pokusím se to popsat zednicky/dětsky, jak to chápu já. Pokud kolem 
vznikne nějaká debata a někdo mě opraví nebo doplní, budu rád.

Baterka se skládá z katody, anody, elektrolytu a separátoru. Sice role 
katody a anody se při nabíjení/vybíjení navzájem přehodí, ale pro 
jednoduchost je zvykem je pojmenovávat stále stejně.
Katoda je to, čím se zásadně ty baterky liší. Buď je tam třeba nějaká 
sloučenina niklu, manganu, kobaltu a lithia, a pak je to baterka NMC 
(max. napětí 4.2V, máme ji v mobilech a v autech působivě hoří).
Nebo je tam třeba sloučenina LiFePO4, která je v našich FVE baterkách a 
která nás zajímá.
Anoda je v obou případech stejná, je to grafit.
No a plave to v elektrolytu, což jsou nějaké lithné soli v rozpouštědle.
Membrána pak zajišťuje, že se anoda a katoda navzájem nedotknou, lithné 
ionty přes ni můžou projít, ale elektrony ne.

Při nabíjení dochází na katodě k oxidaci, kdy se z LiFePO4 utrhne iont 
lithia Li+ a elektrolytem cestuje skrz membránu k anodě. Na katodě tedy 
z toho zbude jen FePO4.
Grafitová anoda má tak šikovnou krystalickou strukturu, která vytváří 
"jeskyně", kam si ten utržený Li+ může vlézt a schovat se tam. Říká se 
tomu interkalace.
Takže z toho plyne, že se v té baterce pohybují nejenom nějaké 
"nehmotné" elektrony, jak jsme my elektrikáři zvyklí. Ale že se tam 
reálně přesouvá fyzicky materiál, ty ionty Li+.
A když to Li+ zaleze do některé volné díky ve striktuře grafitu, tak tím 
se objem té anody jednoduše zvětší. Jistě se také změní objem katody, 
když z těch sloučenin ubylo lithium.

A teď ten dětský přístup: představuju si to tak, že když to jede pomalu 
(malý nabíjecí proud, vhodná teplota), tak se ty ionty v poklidu utrhnou 
z katody, doplavou na anodu a zalezou do díry.
Ale když je ten nabíjecí příliš velký, tak se těch Li+ utrhne moc, a ony 
nejsou schopny tak rychle najít nějakou vhodnou jeskyni v grafitu, kam 
by si zalezly.
A tak se asi štosují na povrchu té anody. A zřejmě některé z nich to 
naštve, skamarádí se s dalšími ionty, a vysráží se na tom přechodu ve 
formě kovového lithia.
A pak už se jim nechce makat a tak už se dalšího nabíjení/vybíjení 
neúčastní. Baterka tak přichází o kapacitu i výkon (dělají blokádu na 
hranicích, něco jako Poláci teď s Ukrajinou).

Při pomalém nabíjení se zřejmě ty rozměrové diference katody a anody 
navzájem vykompenzují, a baterka je furt stejně velká.
Ale ve chvíli, kdy se někde Li+ štosují do houfu, tak v té chvíli asi 
dochází k výrazným rozměrovým změnám, které pak baterku nafouknou.

Mimochodem mám pocit, že právě rozměrové změny elektrod jsou hlavním 
problémem, proč se jen velmi váhavě rozjíždí baterky na bází sodíku.
Tam jsou myslím ty rozměrové změny ještě mnohem větší než u lithia. Což 
když už nic jiného, tak to namáhá separátor, který se tomu musí 
přizpůsobovat.

PL

**********************

Dne 11.12.2023 v 21:32 Vláďa Anděl napsal(a):
> Mám Pylontech Force H2, ale to číslo je tam jiné, takže můžou být i 
> jiné parametry. Datashhet jsem dal sem 
> http://vaelektronik.cz/fotky/pylontech.pdf
> Mám tam 4 moduly, takže 14,2 KWh. Píšou tam doporučený proud 7,4 A a 
> maximální 37 bez bližšího upřesnění. Solárníci mi tvrdili, že vybíjení 
> 0,6C je u těchto baterek v pohodě, což by bylo 22A. V apce v mobilu je 
> limit nabíjecího i vybíjecího proudu 18A a nejde změnit, asi si ho to 
> přečetlo z baterky. Rád bych věděl, jestli měnič aspoň tohle omezení 
> respektuje. Výkon panelů mám 8 KWp a mám dojem, že pokud baterie není 
> nabitá, dává to do ní celý výkon a to by bylo 20A. Při tom by stačilo, 
> kdyby ten proud šel uživatelsky omezit. Protože když svítí, fakt 
> nepotřebuju mít baterku nabitou za dvě hodiny.
>
> Panely mi ten výkon 8 KW trochu překračují, pokud se tomu měření dá 
> věřit. Tady mám graf kdy sluníčko vylezlo jen přes poledne, nejvíc to 
> ukázalo 8,2 KW a vypadá to, že nic z toho nešlo do sítě. Baterka se z 
> 30% na 90 dostala za hodinu. http://vaelektronik.cz/fotky/28_10_23.png 
> A to mi chtěli na ten výkon dát tři moduly baterky (10,65 Ah), že to k 
> tomu běžně dávají. Chápu, že lidi šetří, ale pak se diví...
>
> Čím se vlastně baterky nafukujou? Ztrátovým teplem se odpaří 
> elektrolyt? To by zase mohlo splasknout. Nebo se tam něco uvolňuje 
> chemicky?
>
> Anděl