Мій Саморобний акумулятор lifepo4

>
Прийшов час переходити на новий тип акумуляторів в моїй вітро-сонячної електростанції. Автомобільні акумулятори у мене на жаль тримаються всього 1 рік і втрачають в кінці майже всю ємність. Пов'язано це з тим що взимку, коли немає по тижню ні вітру ні сонця акумулятори висаджуються в нуль і в такому стані живуть по нескольку днів, після чого їх ємність необоротно знижується. Звичайно можна їх і не висаджувати так сильно, але як то не так виходить, ємність написана на кожному по 60Аг, а брати її не можна, тому і брав все що є.

У підсумку так продовжаться не повинно, що ?, щороку нові акумулятори купувати. Можна звичайно брати з запасом раз в п'ять, щоб не висаджувати їх повністю, але і вартість тоді множиться на п'ять, та й прослужать не набагато довше, виробник 5 років обіцяє якщо акумулятор експлуатується на автомобілі. Те-є якщо ніколи не розряджається і після заводу машини відразу заряджається від генератора. Значить в автономки не більше трьох років так -як головна умова виконати неможливо - не розряджати глибоко і відразу заряджати. Загалом на автомобільному свинці треба ставити хрест, інакше купуючи дешевку в результаті переплачуєш.

Як альтернатива є лужні акумулятори, але у них свої проблеми, такі як зарядка до 17,5вольт, ККД 55-60% всього і інше, до то-чоловіка ціна просто космічна для акб такої давньої технології, та й термін служби обіцяють 8-12лет при правильній експлуатації.

Так само є тягові свинцеві акумулятори, все в них добре, можна розряджати на 100%, а при розряді не більше 80% відпрацьовують по 800-1500ціклов і служать до 10-ти років, а деякі як обіцяє виробник аж до 20-ти років. Але самі розумієте що ціна відповідає і найдешевший тяговий варто в три рази дорожче автомобільного свинцю, а якісний в 5-7раз дорожче.

Вихід як я думаю знайшов, це lifepo4 (літій-залізо-фосфатні) акумулятори. Це по суті той-же літій-іон (як батарейки в телефоні або ноутбуці), але хімія всередині трохи інша що дозволило цим акумуляторам істотно знизити ефект старіння. У підсумку акумулятор не деградують багато років, обіцяють до 12-20лет, і зберігають свою первісну ємність. Відпрацьовують по 1500-2000ціклов при розряді на 100% без зниження ємності і продовжують працювати далі без осрбих погіршень параметрів. А якщо не розряджати більше ніж на 80% то цікліруемость 5000-7000ціклов.

При цьому ці акумулятори повністю не обслуговуються, не мають будь-яких там ефектів пам'яті і їх не треба заряджати на 100% і ганяти малими струмами до-зарядки. Якщо до кінця не заряджати і не розряджати то цим акумуляторам тільки краще. Можна сказати ідеальний акумулятор для автономних систем так-як може тижнями стояти повністю розрядженим і йому нічого не буде, не-треба як лужні тренувати циклами та інше.

Мінус lifepo4 це ціна, яка порівнянна з ціною хороших лужних нікель-кадмієвих акумуляторів, або якісного фірмового тягового свинцевого акумулятора. Але це якщо купувати у наших перекупників в Росії, якщо замовляти з-за кордону, то виходить значно дешевше, а в Китаї на порядок дешевше. Ще lifepo4 як і li-ion не переносять перезарядка і переразряда, не можна перевищувати напруга кожного пакета вище 3.75 вольт при заряді, і не допускати розряду менше 2.00 вольта, інакше акумулятори помруть і відновленню не підлягають. Для контролю цих акумуляторів встановлюється плата захисту (BMS), яка стежить за станом акумулятора і якщо що відключає його при критичних значеннях заряду або розряду, а так же вирівнює напругу кожного елемента в ланцюжку акумулятора. Ці плати захисту випускаються на будь-які акумулятори 12,24,36,48,72 вольта і тд.

lifepo4 - замовлення на аліекспресс

Власне з Китаю я і почав так як гроші завжди "Співають романси". Вирішив купувати lifepo4 дрібними партіями у міру наявності вільних грошей. Вибрав я як і багато lifepo4 у вигляді плоских елементів ємність 20ач, таку форму елементів називають пакетами. Китайці звичайно ті ще казкарі, але то що я замовив вони говорять оригінальний новий А123 3.2v 20ah. Те-є це оригінальні пакети зниклого бренду А123, і за дешевою ціною ліквідуються залишки.

Ці батарейки купував на аліекспресс, хто ще не знає це Китайський сайт з продажу всього і вся за дуже дешевими цінами і доставка поштою. Сайт російською і як замовити я думаю розбереться кожен, з мінусів тільки те що посилки йдуть довго, в середньому місяць, бувають губляться і пошкоджуються в дорозі, але це з вини я думаю вже нашої пошти. Нижче найперша посилка 3 пакети по 20ач. Продавці часто розбивають важкі замовлення на кілька посилок щоб вкладеться в вагу на одну посилку не більше 2 кг, ось і мою посилку розбили на дві, в першій 3 пакети, в другій залишилися 2пакета, всього перше замовлення 5пакетов за ціною 5400рублей.

За ціною якщо брати дрібними партіями 1-10шт, то ціна за один пакет 20ач трохи більше 1000рублей, але якщо брати від 20-ти і вище, то ціна значно знижується. Моя батарейка буде на 80Аг 12вольт, це 960ватт * год електроенергії і обійдеться вона мені - пакети 20ач = 16шт = 17500руб. + 1600рублей плата захисту = 19100рублей. Якщо брати наприклад партію в 36 пакетів відразу, то виходить 24000рублей, але я не можу відразу стільки купити. А так батарейка на 1кВт * ч виходить 19000рублей. На ці гроші я міг би купити 9автомобільних акумуляторів по 60Аг, це 540Ач сумарно 6.4кВт * год, але якщо брати не більше 10% від ємності щоб акумулятори довго служили то це всього 640ватт * год. Нижче фото самої посилки.
>
Це фото зроблено на пошті, так як посилка прийшла сильно зім'ята вирішив розпакувати на місці, де і виявилося що батарейки сильно пом'яті з кутів. Але який сенс пред'являти і втрачати час даремно, розправив руками вм'ятини і пішов задоволений додому, а батареям від таких вм'ятин нічого не буде, їх можна хоч в трубочку згорнути, але не гарантую, з моїми все в порядку після такого як на фото вище. Нижче ще фото, поки стояв руками випрямив майже всі вм'ятини.
>
Уже вдома зробив детальний огляд цих батарейок, трохи потерті написи свідчать що виробник А123, але контактні шини видно що приварені окремо і стики залиті герметиком. Китайці мені сказали що ці батарейки нові і приходять з Америки без контактних шин, які прилаштовується вже в Китаї, на плюс нікельована, а на мінус мідна. Ну будемо думати що вони їх не звідки не зрізали припаявши нові контакти. Все одно дешевше немає, а якість і кількість відпрацьованих років і циклів покаже час.
>
Щоб переконається що шини прироблені отковирять герметик, нижче на фото видно що шина накладена і приварена, а місце стику замазане герметиком.
>
Тепер буду продовжувати розпочате і замовляти ще такі пакети, всього поки мені треба 16 пакетів щоб зібрати батарею 12вольт 80Аг. А поки почав складання вже наявних елементів. Почав з ящика для цих пакетів. Ящик зробив з фанери товщиною 2 см (яка була) і пофарбував білою хреново фарбою.
>
Далі потрібно було до контактних шинам як то прикріпити проводи. Обійшов усі магазини, але дуже маленьких болтиков так і не знайшов і як спеціально ні в одному магазині електротоварів не знайшлося клемних колодок особливої ​​конструкції де вже є дрібні болтики і стяжки. В результаті купив потужний паяльник на 100Ватт і провід перетином 4квадрата. Вдома я вже зрозумів що припаяти дроти не вийде, контактна пластина пакета не прогрівається. А зібрати перші чотири пакети щоб отримати батарею на 12вольт дуже хотілося. В результаті зачистив дроти і загорнув з як в трубочку в контактні пластини, притиснув плоскогубцями і поставив по дві скоби з товстих пластинок. Звичайно це не зовсім правильно, але думаю контакт хороший і на завжди, тим більше що великих струмів там не буде, максимум ампер 5-10.
>
>
>
У кришці просвердлив п'ять отворів під болти М6 і на них з'єднав чотири пакети в ланцюжок для отримання акумулятора на 12 вольт. Це ще не закінчений варіант, ще не прийшла замовлена ​​плата захисту (BMS), яка буде змонтована під кришкою.

Болти як видно використав звичайні металеві, мідних не знайшлося. Але тут немає нічого страшного, болти виконують лише роль затискачів для мідних проводів, а дроти стягнуті між собою. Єдине це те що крайні болти виведені назовні як клеми акумулятора. В основному акумулятор буде працювати через плату захисту, а ці болти лише для рідкісного підключення інвертора і ін. Опір звичайно у металу вище, але думаю втрати на нагріванні болтів навіть при токах 50-70А будуть мінімальними і їх можна не брати до уваги так як інвертор включаю рідко на електроінструмент. Але якщо знайду, то крайні заміню на мідні. Нижче фото нутрощів цього ящика-акумулятора.
>
Поки все. Далі планую купувати ще пакети такі-ж і доповідати в цей корпус поки не заповню його повністю, також скоро прийде BMS - плата захисту і буде встановлена. А поки все-таки спробую без BMC безпосередньо до контролера сонячної панелі поставити і подивитися як працює, чи є дисбаланс осередків, а так-же перевірю реальну ємність акумуляторів. Про це в наступних статтях в розділі "Мій невеликий досвід".

Продовження, частина 2, поставив акумулятор замість свинцю і перші цифри і враження від роботи Ліфер. Ліфер (LIFEPO4) ЗАМІСТЬ СВИНЦЮ В СОНЯЧНОЇ МІНІ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ