Vantagens das baterias LiFePO4 em sistemas ESS domésticos

As baterias de fosfato de ferro e lítio (LiFePO4) podem parecer semelhantes às baterias de íons de lítio mais comuns que você conhece e usa em vários dispositivos. No entanto, essas baterias de armazenamento de energia relativamente novas têm alguns benefícios significativos que as baterias de íons de lítio não podem oferecer.

Mesmo com uma composição química comparável, as baterias de fosfato de ferro e lítio superam as baterias de íons de lítio em termos de ciclo de vida, densidade celular e impacto ambiental.

Vamos nos aprofundar nos detalhes sobre as baterias LiFePO4 e por que elas são a melhor e mais recente opção de fonte de energia para painéis solares.

O que é uma bateria de fosfato de ferro e lítio?

Uma bateria de fosfato de ferro e lítio (LFP) não usa ácido de bateria ou metais raros como outras fontes de energia de bateria. Ela difere de uma bateria tradicional de íons de lítio por usar um cátodo à base de fosfato para atrair elétrons de um circuito externo, em vez de um cátodo de ferro.

O uso do fosfato torna a bateria muito mais estável do ponto de vista térmico e químico. Isso significa que os usuários de baterias de fosfato de ferro e lítio não precisam se preocupar com o superaquecimento ou a explosão das baterias.

Uma bateria de fosfato de ferro e lítio pode suportar facilmente temperaturas de até 65 °C sem sofrer nenhum dano. Esse recurso é, em parte, o que as torna tão populares em kits de painéis solares e outros dispositivos, como computadores, smartphones e relógios, baterias de carros elétricos e baterias marítimas.

Benefícios de uma bateria de fosfato de ferro e lítio

Sua capacidade de resistir a altas temperaturas é parte do que torna as baterias de fosfato de ferro e lítio vantajosas. Mas que outros benefícios elas têm a oferecer e se valem a pena em comparação com as baterias de chumbo-ácido ou de íons de lítio?

Vamos ver o que torna essas baterias tão boas para a instalação de painéis solares ou projetos solares DIY.

Menor densidade celular

Quanto maior a densidade de uma bateria, mais tempo ela pode operar. Essa afirmação pode fazer com que você se pergunte por que listamos a menor densidade celular como um benefício das baterias de fosfato de ferro e lítio. A densidade geral depende da quantidade de espaço que a bateria tem para armazenar energia. Embora as baterias de LiFePO4 tenham uma densidade de células menor do que as baterias de íons de lítio, é fácil compensar esse fato tornando as baterias de LiFePO4 um pouco maiores.

A principal desvantagem de uma bateria um pouco maior é a segurança. Como as baterias de fosfato de ferro e lítio têm menor densidade celular, elas não superaquecem, mesmo quando são usadas em uma configuração doméstica ou de escritório que provavelmente exige uma tensão mais alta.

Se estiver curioso para saber quanta voltagem sua instalação solar provavelmente precisará produzir para atender às suas demandas, você pode usar nossa calculadora de painel solar. Essas informações também garantirão que você escolha os melhores carregadores de bateria.

Longevidade

A composição química das baterias de fosfato de ferro e lítio lhes confere uma vida útil mais longa do que outras opções atualmente disponíveis no mercado de baterias solares.

Em comparação com as baterias de íons de lítio, por exemplo, as baterias LiFePO4 têm um ciclo de vida até quatro vezes mais longo.

Essa longevidade pode lhe proporcionar a tranquilidade de saber que seu sistema de gerenciamento de baterias (BMS) não se tornará inútil durante um apagão devido a uma bateria descarregada. Além disso, você economizará dinheiro a longo prazo, pois não precisará gastar tanto para substituir as baterias antigas.

Além disso, a manutenção dos painéis solares é muito fácil quando você tem baterias de fosfato de ferro e lítio conectadas ao seu sistema. Você pode instalar seu BMS em praticamente qualquer lugar, inclusive em um anexo, espaço de armazenamento ou garagem. Elas têm até mesmo um alto nível de resistência à água, portanto, você não precisa se preocupar em ficar de olho nelas durante o mau tempo.

Vantagens ambientais

Ter uma fonte de energia limpa e renovável, como um sistema de painel solar em sua propriedade, já cria uma enorme vantagem ambiental. Esse é o principal motivo pelo qual o governo australiano oferece descontos e incentivos em painéis solares para proprietários de casas e empresas que desejam se tornar mais ecológicos.

Infelizmente, um aspecto do projeto solar que nem sempre é tão ecológico é a introdução de baterias no sistema. As baterias contêm materiais tóxicos que podem se infiltrar no solo e nas águas subterrâneas quando descartadas de forma inadequada. A mineração das matérias-primas usadas para produzir baterias também afeta negativamente o meio ambiente.

As baterias de fosfato de ferro e lítio são como outras baterias. Elas não contêm nenhum material classificado como "tóxico", portanto, seu impacto geral sobre o meio ambiente já é menos destrutivo. Também é muito mais fácil reciclar as baterias de LiFePO4 e fabricá-las com materiais reciclados, o que gera menos resíduos para os aterros sanitários. Elas também têm uma vida útil mais longa do que outros tipos de baterias, portanto, os usuários não precisarão de tantas baterias, reduzindo novamente o desperdício e os impactos ambientais gerais.

Profundidade de descarga e taxa de descarga

Se as baterias de fosfato de ferro e lítio acabarem totalmente descarregadas, você não precisará se preocupar com danos, como aconteceria com outros tipos de bateria. Sua capacidade de fornecimento não é afetada se estiverem completamente descarregadas, e elas podem descarregar em taxas variáveis. Esses recursos as tornam ideais para configurações de energia solar que dependem de mais de uma bateria.

Outra maneira pela qual as baterias LiFePO4 superam as baterias de íons de lítio padrão é com sua taxa de descarga. As baterias de fosfato de ferro e lítio descarregam em uma taxa mais alta e constante, o que significa que elas são melhores para assumir o controle de um sistema ligado à rede durante um blecaute repentino.

Independentemente da quantidade de energia e da rapidez com que o sistema precisa dela, as baterias LiFePO4 serão capazes de lidar com isso sem preocupação.

Custo

Então, essas baterias parecem um sonho - qual é o problema? Elas devem ser caras, certo? Embora sejam a última palavra em tecnologia de baterias, seus preços continuam caindo, tornando-as uma opção altamente econômica para sistemas de energia de painéis solares.

Parte do motivo pelo qual as baterias LiFePO4 já estão se tornando mais baratas do que algumas alternativas se deve à sua composição química e material. Sem nenhuma matéria-prima altamente perigosa ou cara e com sua capacidade de reciclagem, a produção e a fabricação dessas baterias são mais econômicas.

Por exemplo, as baterias de íon-lítio requerem cobalto, uma matéria-prima relativamente cara, enquanto as baterias de fosfato de ferro-lítio não. E a vida útil mais longa das baterias de LiFePO4 significa economia para o consumidor, pois ele não precisará substituí-las com tanta frequência.

Muito tempo e muita pesquisa estão sendo dedicados a essas baterias para que elas possam evoluir ainda mais rapidamente, o que só as tornará mais baratas com o passar do tempo. Quando se trata de baterias de ciclo profundo, não há nada melhor do que o fosfato de ferro-lítio.

Especificações operacionais e técnicas

Se você está convencido de que as baterias LiFePO4 são o caminho a seguir, você vai querer saber como elas funcionam e quais são suas especificações técnicas. Com isso em mente, aqui estão as especificações gerais das baterias inteligentes de fosfato de ferro e lítio da Gotopower, seguidas de alguns detalhes operacionais úteis.

Embora tenham especificações diferentes, a bateria LiFePO4 mais comum para fins solares tem capacidade de 100Ah e tensão nominal de 12,8 V. Isso significa que, com uma profundidade de descarga de 80%, você pode contar com 2.000 ciclos de vida para sua bateria.

É possível até mesmo operá-los em um DOD de 100%, já que você não precisa se preocupar com o superaquecimento. Sua corrente máxima de descarga contínua é de 100 A e sua corrente máxima de carga contínua é de 50 A.

Embora possam ser um pouco maiores em tamanho, elas pesam apenas cerca de metade de uma bateria de chumbo-ácido padrão com a mesma capacidade. As baterias LiFePO4 da Gotopower são resistentes à água com grau de proteção IP65, portanto, são ótimas para sistemas solares em trailers, embarcações e cabines.

O carregamento de uma bateria LiFePO4 nem sempre leva o mesmo tempo, mas é melhor dar à bateria um dia para carregar totalmente. Depois de totalmente carregada, a bateria manterá sua energia por um período prolongado, portanto, você provavelmente não precisará se preocupar com a possibilidade de descarregá-la totalmente em breve.

Para fins operacionais, você pode usar essas baterias em paralelo com até oito baterias no total, portanto, elas são excelentes para configurações de painéis solares mais amplas. Cada bateria tem uma função de balanceamento automático para melhorar a eficiência do carregamento.

Para conectar as baterias LiFePO4 em paralelo, você precisará de cabos interconectados nos quais os terminais positivos e os terminais negativos serão combinados. A conexão em paralelo sempre requer o uso de baterias do mesmo modelo e fabricante que não tenham uma diferença significativa de voltagem, portanto, certifique-se de ter o que precisa em mãos antes de conectá-las.

Depois de conectar os terminais positivo e negativo, você usará os cabos da bandeja e os cabos do inversor para conectar o controlador de carga e o inversor nas extremidades opostas da bateria. Agora, você está pronto para colocar cada bateria no "modo ativo" (já que ela vem do fabricante no "modo de prateleira" por motivos de segurança).

Como você pode comprar as baterias LiFePO4 da Gotopower com recursos inteligentes, talvez também seja necessário conectar o módulo Bluetooth à porta superior da bateria. Se você tiver baterias em paralelo, conecte-o à primeira

Usar o aplicativo DC Home em seu smartphone para emparelhar o módulo Bluetooth significa que agora você pode monitorar seu banco de baterias remotamente.

Armazenamento avançado de energia

As baterias LiFePO4 oferecem aos proprietários uma infinidade de benefícios que outros tipos de baterias não conseguem mais igualar. Elas são mais ecologicamente corretas, duram mais e são mais fáceis de manter. Elas também continuam sendo uma opção viável se você quiser operar suas baterias em paralelo, o que as torna um investimento que vale a pena para qualquer instalação solar na Austrália.