Pernah bertanya-tanya bagaimana energi terbarukan seperti matahari, angin, dan air disimpan? Baterai deep-cycle yang memungkinkan pengosongan dan pengisian ulang yang konsisten untuk mempertahankan dan mengoptimalkan kinerjanya, serta masa pakainya, saat ini merupakan opsi yang paling dikenal dan digunakan secara luas untuk menyimpan energi ini.
Karakteristik utama yang membedakan baterai deep-cycle dari opsi penyimpanan energi lainnya adalah kapasitasnya untuk menjalani pengosongan yang dalam sebelum perlu diisi ulang. Pada dasarnya, semua baterai deep-cycle harus memiliki kedalaman pelepasan lebih dari 80%. Mengetuk tren dan minat di seluruh dunia dalam energi terbarukan, mari cari tahu cara memilih baterai deep-cycle yang tepat untuk transisi terbarukan yang lebih efisien.
Daftar Isi
Pengantar baterai deep-cycle
Panduan untuk memilih baterai deep-cycle
Jenis baterai deep-cycle yang populer
Merangkul penyimpanan energi hijau
Pengantar baterai deep-cycle
Jenis baterai deep-cycle
- Baterai timbal-asam
Untuk lebih memahami jenis-jenis baterai deep-cycle yang tersedia di pasaran saat ini, pertama-tama mari kita lihat masing-masing garis waktu pengembangannya. Baterai asam timbal yang terendam umumnya dikenal sebagai jenis baterai siklus-dalam tertua dalam sejarah dengan fondasinya sejak tahun XNUMX-an 1880s. Ini disebut "banjir" karena elektrolit yang terendam penuh di bawah elektroda atau pelatnya.
Hal ini diikuti oleh penemuan baterai gel asam timbal tersegel modern pada tahun 1934, yang juga dikenal sebagai baterai asam timbal yang diatur katup (VRLA). Ia mendapat nama “disegel” dan “diatur katup” dari struktur tertutup dan katup pelepas tekanan yang menjaga gas agar tidak keluar. Subkategori lain dari baterai VRLA – the baterai matras kaca yang diserap (AGM). kemudian secara resmi diumumkan pada tahun 1972.
Perbedaan utama antara baterai asam timbal tersegel dan baterai asam timbal tergenang, seperti namanya, terletak pada penutup atas yang "tersegel" di antara keduanya. Baterai yang disegel bebas dari potensi masalah asam bocor mengingat desainnya yang disegel di bagian atas meskipun terjatuh atau mengeluarkan gas saat diisi daya. Di sisi lain, baterai asam timbal yang kebanjiran tidak disegel dan selalu memiliki penutup yang dapat dilepas untuk pengisian ulang air suling.
Hal ini diperlukan karena proses rekombinasi gas-ke-cair tidak terjadi secara internal di dalam baterai yang tergenang air, tetapi gas-gas tersebut dibuang ke luar. Akibatnya, baterai asam timbal yang kebanjiran memerlukan perawatan berkala dengan mengisi ulang air suling, yang penting untuk mengembalikan level elektrolit ke level yang diinginkan karena gas yang dihasilkan selama proses pengisian dilepaskan ke atmosfer.
- Baterai litium vs baterai timbal-asam
Bagaimanapun, betapapun berbedanya ketiga subkategori baterai timbal-asam, bagaimanapun, mereka masih termasuk dalam kategori yang sama dengan baterai timbal-asam. Oleh karena itu, kualitas yang benar-benar subversif dari baterai deep-cycle hanya dapat diperkuat dibandingkan dengan jenis terbaru dari baterai deep-cycle—baterai litium. Berikut adalah beberapa perbedaan utama di antara mereka:
- Elektrolit yang berbeda: Elektrolit baterai gel adalah gel, sedangkan elektrolit dalam baterai lithium adalah elektrolit organik cair yang tidak berair. Karena larutan non-air hanya menggunakan pelarut berbasis air, mereka memiliki tingkat disosiasi yang lebih rendah dan oleh karena itu umumnya lebih stabil dibandingkan dengan larutan berair seperti elektrolit gel.
- Prinsip kerja: Untuk baterai litium, ion litium yang dihasilkan oleh elektroda positif selama proses pengisian diangkut melalui elektrolit ke elektroda negatif. Kapasitas pengisian meningkat karena lebih banyak ion litium yang masuk ke elektroda negatif. Ini berarti a kapasitas pengisian yang lebih tinggi dimungkinkan dengan menanamkan lebih banyak ion litium.
- Keselamatan: Bahan berbeda yang digunakan dalam baterai litium memiliki tingkat keamanan yang berbeda-beda. Sebaliknya, baterai gel, sebagai teknologi yang lebih matang dengan sejarah panjang, memberikan tingkat keamanan yang lebih tinggi daripada baterai litium.
- kehidupan pelayanan: Baterai lithium besi fosfat memiliki masa pakai lebih lama yang dapat diisi sekitar 1500 kali tanpa mengalami efek memori. Ini mempertahankan sekitar 85% dari kapasitas penyimpanan awalnya setelah 1500 kali. Sebaliknya, baterai gel hanya mampu menyimpan memori hingga 500 kali pengisian daya.
- Efisiensi dan kinerja: Baterai asam timbal dengan elektrolit koloid juga disebut baterai koloid. Mereka biasanya memiliki self-discharge rendah dan karena itu kondusif untuk penyimpanan jangka panjang. Kinerja pelepasannya yang tinggi dan dalam membantu meningkatkan kemampuan pemulihan pelepasan yang dalam dan pelepasan berlebih, tingkat pemanfaatan, dan kapasitas pelepasan bahan aktif.
- Ramah lingkungan: Baterai litium tidak mengeluarkan polutan apa pun, sedangkan baterai koloid melakukannya.
Potensi komersial baterai deep-cycle
Saat menilai potensi pasar baterai deep-cycle, kita bisa melihatnya dari lensa prediksi pertumbuhan pasar itu sendiri, yang menurut prediksi jangka pendek antara tahun 2022 hingga 2025, seharusnya mencapai US$ 2.41 miliar.
Di sisi lain, karena penggunaan baterai deep-cycle kini terkait erat dengan pertumbuhan energi terbarukan, masuk akal untuk mendapatkan lebih banyak wawasan tentang kelayakan komersial baterai siklus dalam melalui perspektif pengembangan eksponensial energi terbarukan, seperti tenaga surya dan energi angin.
Pasar tenaga surya, misalnya, diharapkan tumbuh pada tingkat pertumbuhan tahunan gabungan yang stabil (CAGR) sebesar 7.2% dari tahun 2022 hingga 2030 dan diperkirakan akan mencapai US$ 368.63 miliar pada tahun 2030. Pasar energi angin, pada saat yang sama, diperkirakan akan berkembang lebih kuat CAGR dari 9.5% hingga 2030 dan naik dari perkiraan nilai US$ 77.77 miliar tahun lalu menjadi US$ 174.75 miliar pada 2030.
Panduan untuk memilih baterai deep-cycle
Biaya
Baterai deep-cycle hadir dengan label harga yang beragam. Mirip dengan proses sumber produk lainnya, keputusan anggaran harus diselaraskan dengan audiens target dan target pasar. Baterai asam timbal yang kebanjiran, misalnya, biasanya dihargai sekitar US$ 100 dan mungkin merupakan jenis baterai deep-cycle yang paling ekonomis untuk grosir mana pun yang ingin menjadi pemimpin harga.
Baterai AGM, sementara itu, biasanya datang dengan penawaran yang lebih baik daripada baterai VRLA lainnya - baterai gel. Baterai AGM dengan kapasitas lebih rendah dapat berharga sekitar US$80-100, sedangkan baterai dengan kapasitas lebih tinggi dapat dengan mudah berharga lebih dari US$500 atau lebih. Dan tentu saja, baterai litium, sebagai teknologi terbaru dengan harapan masa pakai yang lebih lama biasanya hadir dengan harga penawaran tertinggi. Nyatanya, biaya baterai litium umum ditemukan pada tingkat harga empat digit yang rendah.
Kapasitas baterai
Kapasitas baterai, sering diberi label pada spesifikasi sebagai kapasitas nominal, mengacu pada pengukuran energi total yang dapat disimpan seseorang dalam baterai, oleh karena itu diperlukan baterai ekstra untuk mendukung beban yang lebih besar untuk peralatan tertentu yang memerlukan jam pengoperasian yang lebih lama. Kapasitas baterai diukur dalam amp-jam, mewakili jumlah arus yang dapat dikirim selama periode waktu tertentu.
Namun kerangka waktu spesifik di sini ditentukan oleh peringkat-C, yang merupakan laju pengisian atau pengosongan baterai. C-rating biasanya berkisar dari 0.05C atau C/20 (yang berarti 20 jam) hingga 5C (yang berarti 12 menit). Untuk menentukan kapasitas baterai per jam amp dari baterai deep-cycle, seseorang hanya perlu memahami kapasitas baterai total dan membaginya dengan laju-c yang berlaku seperti yang ditunjukkan pada contoh perhitungan berikut:
Sampel A:
Kapasitas baterai = 100 amp-jam (Ah); C-rate tipikal = C/20 (20 jam)
Oleh karena itu kapasitas baterai per jam adalah kapasitas 100/20 = 5 Amp selama periode 20 jam.
Sampel B:
Kapasitas baterai = 100 amp-jam (Ah); C-rate lebih cepat = 5C (12 mnt)
Oleh karena itu, kapasitas baterai per jam adalah 100/0.2 = kapasitas 500 Amp selama 12 menit!
Untungnya, internet telah memungkinkan kehidupan yang jauh lebih mudah bagi siapa saja yang lebih suka mencadangkan tugas matematika standar untuk komputasi. Selama Anda mengetahui kapasitas baterai dan spesifikasi peringkat-c, cukup masukkan detailnya melalui an kalkulator peringkat c online dan Anda akan mendapatkan gambaran tentang berapa banyak kapasitas yang dapat dihasilkan baterai per jam atau sebaliknya, berapa banyak waktu yang dibutuhkan baterai untuk kosong sepenuhnya.
Kedalaman debit dan siklus hidup
Depth of discharge (DoD) adalah spesifikasi penting untuk pengoperasian baterai isi ulang. Biasanya diukur dalam persentase untuk menunjukkan kapasitas baterai aktual yang dapat digunakan. Dengan kata lain, semakin tinggi persentase kedalaman pengosongan, semakin lama baterai dapat bekerja sebelum diperlukan pengisian ulang berikutnya. Meskipun terkait erat, kapasitas baterai total mengukur energi total yang tersedia saat terisi penuh, sedangkan kedalaman pengosongan menentukan jumlah energi maksimum yang dapat digunakan dengan aman untuk masa pakai baterai yang lebih lama.
Kedalaman pengosongan juga disertai dengan hubungan berbanding terbalik langsung dengan masa pakai baterai—siklus pengisian dan pengosongan total baterai sebelum penurunan kinerja. Ini berarti baterai akan memiliki siklus hidup yang lebih sedikit karena persentase kedalaman pengosongan dan frekuensi pengisiannya meningkat.
Misalnya, seperti yang ditunjukkan pada diagram makalah penelitian ini di sini, ada hubungan langsung berbanding terbalik antara siklus hidup beberapa jenis baterai. Baterai asam timbal yang terendam air dilaporkan mampu mencapai sekitar 4300 siklus hidup pada kedalaman tingkat pelepasan 50%, tetapi sekitar 1000 siklus hidup lebih rendah jika baterai habis pada kedalaman tingkat pelepasan 70%. Umur baterai deep-cycle jelas semakin pendek dengan setiap persentase DoD yang meningkat.
Karena siklus hidup baterai deep-cycle berbeda secara signifikan tergantung pada teknologi, oleh karena itu, penting untuk memahami kedalaman pelepasan yang disarankan per setiap jenis baterai deep-cycle. Namun, penting untuk mengetahui perbedaan antara tingkat DoD maksimum yang mampu dicapai oleh baterai deep-cycle dibandingkan dengan tingkat DoD yang direkomendasikan.
Meskipun sebagian besar baterai deep-cycle dapat habis lebih dari 50% atau bahkan hingga 80-100%, baterai tersebut mungkin tidak dapat bertahan lama atau melakukan yang terbaik dengan tingkat DoD yang terlalu tinggi. Tingkat DoD yang disarankan untuk baterai asam timbal yang tergenang misalnya adalah 50%, sedangkan untuk baterai AGM dan litium, tingkat yang disarankan berkisar dari 50% hingga 75%.
Lainnya
Di atas pertimbangan spesifikasi utama yang tercantum di atas, beberapa faktor lain yang sering dipertimbangkan orang termasuk ukuran dan berat baterai, yang sangat penting jika dimaksudkan untuk dipasang pada kendaraan rekreasi (RV) karena mungkin ada ruang kendala serta masalah beban maksimum.
Masalah kompatibilitas di sisi lain adalah intinya ketika menyangkut spesifikasi peringkat voltase. Semua perangkat bekerja dengan tegangan tetap tertentu dan demikian pula, laju tegangan proporsional diperlukan agar perangkat yang sesuai dapat berfungsi. Kebanyakan RV beroperasi pada 12 volt dan karenanya, mayoritas baterai deep-cycle mendukung 12 volt meskipun baterai dengan 24 volt atau 36 volt juga tidak jarang.
Ketahanan baterai deep-cycle menjadi perhatian umum lainnya, yang sering kali tercermin dalam toleransinya terhadap berbagai suhu ekstrim, agar tetap stabil dalam pengiriman daya meskipun terjadi perubahan suhu yang berbeda.
Jenis baterai deep-cycle yang populer
Asam timbal yang tergenang
Sebagai baterai deep-cycle dengan riwayat terpanjang, baterai timbal-asam yang tergenang umumnya diterima dengan baik meskipun memerlukan perawatan rutin. Bahkan, mereka dikenal dengan baik sebagai baterai yang paling umum digunakan untuk mobil dan truk, dan menurut para ahli air sulingnya rutin isi ulang, mungkin tidak terlalu mengganggu pemilik otomotif.
Keandalan yang telah terbukti dan umur siklus yang panjang mengingat mereka grid paduan antimon tebal, dibandingkan dengan kisi-kisi paduan kalsium khas baterai VRLA adalah beberapa fitur yang membuat baterai asam timbal banjir populer.
Fakta bahwa mereka memiliki harga paling ekonomis di antara semua jenis baterai deep-cycle, bagaimanapun, mungkin menjadi daya tarik utama bagi kebanyakan orang. Misalnya, seseorang bisa mendapatkan a baterai asam timbal banjir grosir dengan daya yang cukup untuk forklift dan kendaraan listrik kecil lainnya dengan harga di bawah US$50.
Sedangkan untuk baterai asam timbal banjir cocok untuk tenaga surya atau penyimpanan energi angin, seperti yang ditampilkan pada gambar di bawah ini, harganya berkisar antara US$ 80 hingga US$ 100+ untuk pesanan grosir massal.
RUPS
Baterai AGM adalah jenis baterai VRLA yang paling populer karena tingkat harganya yang hemat biaya dan keunggulan keamanan yang lebih baik dibandingkan dengan baterai gel. Tidak seperti baterai siklus-dalam gel dengan elektrolit yang tersuspensi di casing baterai dengan pasta gel, baterai AGM menahan elektrolitnya seluruhnya di alas serat kaca, yang sangat meningkatkan daya tahannya. fitur keamanan anti bocor.
Fakta bahwa baterai AGM dapat mendukung kapasitas yang lebih tinggi namun tetap hadir resistensi internal yang lebih rendah adalah hal lain alasan yang membuatnya lebih disukai daripada baterai timbal-asam lainnya, khususnya untuk aplikasi beban berat yang memerlukan pengisian daya cepat seperti berkemah dan kendaraan rekreasi.
Keterjangkauan baterai AGM terutama terlihat pada baterai yang cocok untuk kendaraan listrik ringan seperti ini Baterai AGM 75Ah yang ideal untuk e-bike atau lainnya Baterai AGM dengan kapasitas 120Ah yang mirip dengan yang ditampilkan pada gambar di bawah ini:
Baterai AGM untuk penyimpanan tenaga surya atau RV, di sisi lain, biasanya mengambil label harga yang lebih tinggi mengingat kapasitasnya yang jauh lebih tinggi. Beberapa dapat dengan mudah biaya lebih dari US $ 250 bahkan pada tingkat pesanan massal grosir. Namun, ada juga beberapa yang kapasitasnya lebih kecil Baterai AGM untuk penyimpanan energi surya yang dimulai dari 75Ah dan karena itu ditawarkan dengan harga grosir yang jauh lebih rendah.
Berbasis litium
Dibandingkan dengan semua jenis baterai deep-cycle lainnya, pengembangan baterai lithium, yang secara resmi menetapkan namanya dengan penemuan baterai lithium-ion pada tahun 1985, masih dalam masa pertumbuhan. Namun demikian, sebagai penemuan terbaru di antara keluarga baterai deep-cycle, baterai berbasis lithium sering dipuji sebagai jenis baterai deep-cycle terbaik.
Dan bukan kebetulan bahwa baterai berbasis litium dianggap seperti ini. Dari peringkat-c hingga siklus hidup hingga kedalaman pelepasan dan bahkan kepadatan energi, yang mengukur berapa banyak energi yang dapat disimpan baterai berdasarkan ukuran atau beratnya, semua temuan menunjukkan bahwa baterai berbasis lithium berkinerja lebih baik daripada baterai deep-cycle lainnya. Namun baterai berbasis litium biasanya bebas masalah dan secara signifikan lebih ringan dalam hal bobot dan masalah efek memori.
Terlepas dari popularitasnya yang meningkat pesat, kelemahan utama mungkin masih harganya yang agak tinggi, meskipun diperkirakan akan berkurang secara drastis dalam waktu dekat. Pada tingkat pesanan grosir massal, a Baterai lithium-ion 12v dari 100Ah, misalnya, mungkin masih berharga sekitar US$ 150 per buah.
Pada saat yang sama, satu OEM baterai lithium-ion 12v dengan 50Ah mungkin memerlukan biaya tambahan setidaknya US$ 100 lagi. A baterai berbasis lithium kelas atas cocok untuk penyimpanan energi matahari, di sisi lain, hadir dengan harga mulai minimal US$ 1500 bahkan dengan pesanan massal. Pendekatan yang lebih seimbang yang dapat diadopsi oleh grosir untuk mengatasi tingkat biaya yang beragam ini, adalah dengan bekerja sama produsen baterai kustom berbasis lithium untuk bekerja disesuaikan, voltase spesifik untuk aplikasi yang ditargetkan.
Merangkul penyimpanan energi hijau
Popularitas penggunaan energi hijau mendorong kebutuhan penyimpanan untuk mereka. Baterai deep-cycle adalah jawaban untuk mengatasi kebutuhan penyimpanan yang mendesak ini. Baterai timbal-asam dan baterai litium adalah dua jenis utama baterai siklus dalam. Dan keputusan pembelian mereka dapat didasarkan pada harga, kapasitas baterai, kedalaman pengosongan, masa pakai, serta berbagai faktor lainnya seperti voltase, daya tahan, ukuran, dan berat. Baterai berbasis timbal-asam, AGM, dan litium yang tergenang air adalah tiga jenis baterai siklus-dalam yang paling populer saat ini. Karena ini adalah topik yang sangat luas yang melibatkan pemahaman tentang berbagai spesifikasi teknis, disarankan untuk membaca lebih banyak artikel terkait baterai siklus-dalam di Alibaba Membaca untuk informasi lebih lanjut.
