Опыт использования lifepo4 в солнечной электростанции

Прошёл уже почти год как я поставил lifepo4 аккумулятор в солнечную электростанцию. Ёмкость всего 40Ач, но показал себя аккумулятор лучше чем более ёмкий свинец. Покупал 8 пакетов 3.2v 20ah на алиэкспресс, и плату защиты BMS на 40А. как всё пришло собрал и поставил вместо полу-дохлых автомобильных АКБ. Первое отличие это напряжение, которое среднее 12.8 вольт вместо 12.2 у свинца, и 13-12.7 вольт держится очень долго, почти весь диапазон ёмкость АКБ, и при заряде почти тоже самое, только когда АКБ уже почти заряжен напряжение повышается и ограничивается контроллером на уровне 13.8-14.2 вольта. Просадка напряжения под нагрузкой током в половину ёмкости очень маленькая.

Так-же заметил что ток от солнечных батарей на этот аккумулятор стал немного больше, если раньше было максимум 12А, то теперь ток зарядки доходил до 14,6 Ампер. Ну и наверно самое главное что лифер (lifepo4) не боится и даже любит находится в недозаряженном состоянии, по-этому я не переживал за недозаряды и губительную сульфатацию - от которой померали свинцовые АКБ.

Но с этим китайским лифером были и проблемы. При полном заряде, когда общее напряжение поднималось до 13.5-13.8 вольт начиналась разбежка по напряжению и какая нибудь ячейка убегала за 3,6 вольт, при этом когда напряжение ячейки доходило до 3.75 вольт, BMC отключало аккумулятор и всё вырубалось, но БМС тут-же включалась обратно и начиналась "цветомузыка" в общем свет начинал мигать, телевизор скрипеть звуком. Контроллер солнечных батарей тоже начинал сходить с ума и не успевал ограничивать напряжение солнечных батарей, и напряжение прыгало до 20вольт.

Проблему удалось почти устранить снизив конечное напряжение зарядки с 14 вольт до 13.4 вольта, благо контроллер позволяет задавать параметры вручную. Балансиры, которые встроены в BMS с током балансировки всего 70мА, по-этому от них никакого толка. Далее даже при напряжении 13.4 вольт всё-таки BMS иногда срабатывала устраивая "цветомузыку". Поставил я параллельно свинцовый АКБ на 5Ач и проблема исчезла, даже если BMS и срабатывала отключая АКБ, то оставался подключенный свинцовый АКБ.

Некоторое время всё работало, но приехали мне ещё два новых аккумулятора для солнечных батарей, и во время установки новых АКБ и модернизации электро щита выяснилось что у лифера вздулась одна ячейка, состоящая из двух пакетов. Как выяснилось отказала плата защиты BMS и ячейка вспухла из-за перезаряда. Ниже фото того что стало с пакетами.

Аккумулятор lifepo4

Вспухшие пакеты лифера, вспухли скорее всего именно из-за перезаряда так-как отказала BMS

Аккумулятор lifepo4

Вспухло два пакета из одной ячейки

Аккумулятор lifepo4

Пока были установлены новые аккумуляторы свинцово-кислотные AGM фирмы MNB battery ёмкостью по 65 Ач, а лифер был отключён. Два этих вздутых пакета я проткнул иголкой и сдул, снова собрал ячейки и запараллелил для балансировки. Ячейки пока так и стоят не подключенные и просто стоят запараллеленые. Как говорят вздутие от перезаряда вроде не совсем страшно и ячейки будут и дальше работать, правда не известно как это отразится на долговечности. Ниже фото сборки на 40ач.

Аккумулятор lifepo4

сборка литиевого аккумулятора на 40ач

Аккумулятор lifepo4

сборка литиевого аккумулятора на 40ач
В общем всё вот так, с тем что напряжение ячеек разбегается я сделать ничего не смогу. Балансиры своими смешными токами балансировки тоже мало чем помогут, так-как на убежавшую ячейку я вешал лампочку с током 4А, и даже этот ток не мог остановить перезаряд. Вообще в диапазоне 3.0-3.3 вольта напряжение ячеек одинаковое даже под нагрузкой, но когда при заряде напряжение ячеек достигает 3.45 вольт, то начинается разбежка. Какие-то ещё остаются с напряжением 3.39 вольт, а какие-то уже под 3.50 вольт и далее убегают. При этом закономерности я не заметил, почти всегда убегали вперёд разные ячейки, и ток балансиров 70мА никак их не сдерживал.

Сейчас я не буду ставить в замен сгоревшей новую BMS, а поставлю Cell-meter с функцией оповещения. В общем это такая не дорогая штуковина, которая отображает напряжение ячеек аккумулятора и так-же умеет оповещать свето-звуковым сигналом о критическом нижнем или верхнем пороге напряжения на любой из ячеек. Тем самым эта штуковина даст знать о проблеме и аккумулятор вручную можно отключить и всё - он заряжен, а свинцовые аккумуляторы пускай заряжаются и дальше до 14.4 вольта. Ну а вечером можно включить лифер и использовать его емкость.

Cell meter lifepo4

Пока в общем вот так. После покупки я тестировал на ёмкость одну из ячеек лифера и разряд с 3.60 вольт до 2.5 вольт током 4А показал 18А, то-есть можно сказать грубо говоря что аккумулятор этот не на 40Ач, а на 36Ач. Аккумулятор проработал всю зиму, с солнышком было плохо и два месяца АКБ жил на подзарядке от бензо-генератора. Заряжался до 50-80% и разряжался до 3.0-2.5 вольт на ячейку. В позапрошлую зиму свинцовые АКБ таких издевательств не выдержали и к весне потеряли 80% ёмкости от глубоких разрядов до 10 вольт и постоянного недозаряда, так-как до 14 вольт заряжать нечем было, а солнышко появлялось редко и не успевало зарядить АКБ полностью, так-как АКБ в конце зарядки переставали брать весь ток зарядки, а световой день короткий.

На данный момент я считаю лифер самым подходящим для солнечных электростанций, в частности из-за его кпд, устойчивости к большим токам разряда (просадка напряжения маленькая), ну и самое главное что ему пофигу на недозаряды, а значит в автономке он проживет весь свой заявленный век. А вот свинец трудно держать постоянно заряженным полностью, особенно зимой, и даже бензогенератор не сможет зарядить АКБ полностью, так-как дя зарядки нужно как минимум 6-8 часов. А если АКБ совсем разряжен, то генератор гонять нужно часов 10, и тратить топливо на зарядку АКБ малым током в конце зарядки.

К слову сказать кроме автомобильных я никакие свинцовые АКБ не пробовал, но думаю новые АКБ, которые специально созданы для глубоких разрядов и тяжёлых условий эксплуатации, прослужат по крайней мере не одну зиму как автомобильные. Производитель обещает около 600 циклов при 50% разряде, а это уже три года как минимум. Главное свинец как-то периодически заряжать до конца, как написано в документации на АКБ MNB MM заряжать нужно до 14.4-14-7 вольт.