鉛蓄電池とリチウム電池: 太陽光発電にはどちらが最適ですか?

鉛蓄電池とリチウム電池の比較

鉛蓄電池は初期費用が安くなりますが、寿命が短く、適切に動作し続けるには定期的なメンテナンスが必要です。リチウム電池は初期費用がはるかに高価ですが、メンテナンスフリーで、高価な値に見合った寿命が長くなります。この記事では、両方のオプションを並べて比較します。

具体的には、太陽光発電に使用される 2 つの主要な電池タイプである鉛蓄電池とリチウムイオン電池を見ていきます。要約は次のとおりです。

鉛酸は実証済みの技術であり、コストは安くなりますが、定期的なメンテナンスが必要であり、寿命もそれほど長くありません。

リチウムは寿命が長く、効率が高いプレミアム バッテリー テクノロジーですが、パフォーマンスを向上させるにはより多くのお金を支払うことになります。

各オプションの長所と短所をさらに詳しく説明し、システムにどちらかを選択する理由を説明しましょう。

当社では、太陽光発電システム向けに 12V、24V、48V のリチウムイオン電池を幅広く取り揃えています。 BSLBATTのリチウムバッテリー 容量オプションの範囲は、モデルに応じて 655Wh (ワット時) から 3.4kWh で、並列してストレージを必要なだけ大容量に増やすことができます。

BSLBATTバッテリー 中国製です。 10 年または 10,000 サイクルの保証が付いています。リチウムイオン電池は、最大 C/2 充電および C/1 放電までの重負荷に対応できます。 C/2 は、充電源 (充電コントローラー) からの電流がアンペア時定格の半分であることを意味します。たとえば、51.2Ah リチウムイオン バッテリーは最大 25 A の充電をサポートし、最大 60 A の負荷を処理できます。これにより、バッテリーは 1 時間で 100% の放電深度 (DoD) まで消耗し、2 時間で 100% の充電状態 (SoC) まで再充電できます。ほとんどのディープサイクルバッテリーではこれを試さないでください。完璧に優れた鉛蓄電池をすぐにボートのアンカーに変えることができます。 BSLBATT リチウムイオン電池には問題ありません。

仕様

リチウムイオン電池は明らかに異なります

リチウムイオン電池は、鉛蓄電池とは明らかに異なります。また、パフォーマンスと効率の面でも多くの利点が得られます。

ただし、これらはまだ完璧なソリューションではありませんが、いくつかの理由で人気があります。リチウムイオン電池について、また通常少し高価になる理由をより深く理解していただくために。

長所と短所の内訳は次のとおりです。

長所

軽量・小型

平均的なリチウムイオン電池と平均的な鉛蓄電池を比較すると、前者の重量が後者の約 3 分の 1 であることがわかります。体積の点では、リチウムイオンモデルは半分のサイズです。また、バッテリーの目的と長期間保管することを考えると、小さいほど良いと言えます。

洗練されたデザイン

最初に気づくことの 1 つは、リチウムイオン電池のデザインがいかに洗練されているかということです。鉛蓄電池と違って、見た目をあまり気にする必要はありません。

さらなる効率化

高品質のリチウム電池の場合、放電と充電は限りなく 100% に近くなります。これは、アンペアを失うことなく完全に放電および充電できることを意味します。

サイクルの増加

バッテリーは、一定量の充電と放電サイクルを経ないと容量と効率が低下します。
リチウムを使用すると、選択したバッテリーに応じて、平均約 5000 サイクル以上の可能な限り多くのサイクルが得られます。
安定した放電電圧

鉛蓄電池が放電すると、電圧が不安定になります。しかし、リチウムイオン電池の電圧は放電プロセス全体を通じて一定に保たれるため、電気部品の保護という点でより安全に使用できます。

競争力のある価格設定

はい、リチウム電池の初期投資は鉛蓄電池の代替電池よりも高額です。しかし、寿命、能力、性能を考慮すると、長期的には鉛蓄電池の方がコストが高くなる可能性があります。

メンテナンスの手間がかからない

メンテナンスがほとんど必要ないため、バッテリーの存在を忘れてしまう可能性があります。

より環境に優しい

リチウムイオン電池ははるかに環境に優しく、二酸化炭素排出量が少なくなります。

短所

前述したように、リチウムイオンは完璧な解決策ではありません。最初に考慮しておきたいいくつかの欠点があります。次のようなものがあります。

料金

長期的にはお金を節約できますが、初期投資の不安が軽減されるわけではありません。

過熱

リチウム電池が過熱すると効率が低下するため、望ましくありません。

古き良き鉛蓄電池との違いは何ですか?

Wh と鉛蓄電池の Wh を直接比較すると、BSLBATT リチウム バッテリの方が高価ですが、バッテリの寿命にわたるサイクルあたりのコストを比較すると、リチウム バッテリのシステム コストが鉛蓄電池よりも低くなることがわかります。 -酸。実際、競合するバッテリーと比べてコストを節約できます。どうしてそんなことがあり得るのでしょう？

オフグリッド太陽光発電の世界の古典である、トロイの木馬 T-105 浸水型鉛蓄電池を比較してみましょう。 6V、225Ah（アンペア時）、合計1350Wh（ワット時）です。約160ドルかかります。これを、約 1750 ドルの BSLBATT 1310Wh 12V、102.4Ah と比較してみます。ほぼ同じ容量のバッテリーの場合、これは 10 倍になりますが、少し待ってください。

一般的な鉛酸バッテリーは、充電と放電を頻繁に繰り返すことを好みません。私たちがよく聞く 50% の放電深度 (DoD) は、3 ～ 4 日間太陽が当たらなかった後の最後の手段です。毎日それほどバッテリーを放電したくないでしょう。そうした場合、バッテリーの寿命は数年しかない可能性があります。下のグラフからわかるように、オフグリッド太陽光発電システムの主力であるトロイの木馬 T-105 バッテリーを毎日 50% 使用すると、約 1200 サイクルになります。ただし、毎日バッテリーの 20% だけを使用する場合、寿命は 2 倍以上の 3,000 サイクルに延長できます。

鉛蓄電池とリチウム電池の 5 つの主な違い

1. サイクル寿命

バッテリーを放電した場合 (電化製品の電源として使用した場合)、パネルで再度充電します。これを 1 充電サイクルと呼びます。当社では、バッテリーの寿命を年数ではなく、期限切れになるまでに何回のサイクルで処理できるかで測定します。

車の走行距離を増やすようなものだと考えてください。中古車の状態を評価するときは、製造年よりも走行距離の方がずっと重要です。

バッテリーとそのサイクル回数についても同様です。別荘の密閉型鉛酸バッテリーは 4 年間で 100 サイクルを繰り返す可能性がありますが、フルタイムの住宅では同じバッテリーが 1 年で 300 以上のサイクルを繰り返す可能性があります。 100回のサイクルを経たものはかなり状態が良くなります。

サイクル寿命は、放電深度 (バッテリーを再充電する前にどれだけの容量を使用するか) にも依存します。放電が深くなるとバッテリーにかかるストレスが大きくなり、サイクル寿命が短くなります。

2. 放電の深さ

放電深度は、バッテリーを再充電する前に使用される総容量を指します。たとえば、バッテリー容量の 4 分の 1 を使用した場合、放電深度は 25% になります。

バッテリーは使用中に完全に放電しません。その代わりに、推奨される排出深度、すなわち再充填するまでにどのくらいの量を使用できるかが定められています。

鉛蓄電池は放電深度 50% までのみ使用してください。それを超えると、寿命に悪影響を与える危険があります。

対照的に、リチウム電池は 80% 以上の深放電に対応できます。これは本質的に、より高い使用可能容量を備えていることを意味します。

3. 効率

リチウム電池はより効率的です。これは、より多くの太陽光発電が貯蔵され、使用されることを意味します。

一例として、鉛蓄電池の効率は、モデルと状態に応じて 80 ～ 85% にすぎません。つまり、バッテリーに 1,000 ワットの太陽光が入ったとしても、充電と放電のプロセス後に利用できるのは 800 ～ 850 ワットだけです。

リチウム電池の効率は 95% 以上です。同じ例では、950 ワットを超える電力が利用可能になります。

効率が高いほど、バッテリーの充電が速くなります。システムの構成によっては、購入するソーラーパネル、バッテリー容量、小型のバックアップ発電機が少なくなる可能性もあります。

4. 充電レート

効率が高くなると、リチウム電池の充電速度も速くなります。充電器からのより高いアンペア数を処理できるため、鉛蓄電池よりもはるかに速く再充電できます。

充電率は C/5 などの分数で表します。ここで、C = アンペア時 (Ah) で表したバッテリーの容量です。したがって、430 Ah のバッテリーを C/5 の速度で充電すると、86 個の充電アンペア (430/5) が供給されることになります。

鉛蓄電池は、急速に充電すると過熱するため、処理できる充電電流に制限があります。さらに、フル容量に近づくと充電速度が大幅に遅くなります。

鉛蓄電池は、バルク段階で約 C/5 まで充電できます (最大 85% の容量)。その後、バッテリー充電器は自動的に速度を落とし、バッテリーを充電します。これは、鉛蓄電池の充電に時間がかかり、場合によってはリチウム代替電池の 2 倍以上の時間がかかることを意味します。

5. エネルギー密度

上記の比較で取り上げた鉛蓄電池の重量はどちらも約 125 ポンドです。リチウム電池の重さは192ポンドです。

ほとんどの設置業者は余分な重量に耐えることができますが、DIY 愛好家にとってはリチウム電池の設置がより難しいと感じるかもしれません。持ち上げて所定の位置に移動するには、誰かに手伝ってもらうのが賢明です。

しかし、それにはトレードオフが伴います。リチウム電池のエネルギー密度は鉛蓄電池よりもはるかに高いため、より少ないスペースでより多くの蓄電容量を収めることができます。

この例でわかるように、5.13 kW システムに電力を供給するには 2 つのリチウム バッテリーが必要ですが、同じ仕事をするには 8 つの鉛蓄電池が必要になります。バッテリーバンク全体のサイズを考慮すると、リチウムの重さは半分以下になります。

これは、バッテリー バンクの取り付け方法を工夫する必要がある場合に大きな利点となります。エンクロージャーを壁に掛けたり、クローゼットの中に隠したりする場合、エネルギー密度が向上するため、リチウム バッテリー バンクを狭いスペースに収めることができます。

幅広いオプション

範囲を見てみると、 リチウムイオン電池はBSLBATTで入手可能です 、手頃な価格帯があり、高品質の商品のみを提供していることがわかります。

自分に合ったものを見つけるには、ニーズを評価し、次に当社の製品群の仕様と機能を詳しく調べるだけです。