LiFePO4 (litij-željezo-fosfat) baterije imaju brojne prednosti u odnosu na Li-ion (litij-ionske) baterije. Evo nekoliko ključnih prednosti:
Sigurnost:
LiFePO4 baterije su manje sklone pregrijavanju i požarima od Li-ion baterija. To je zato što je kemija LiFePO4 stabilnija i manje osjetljiva na temperaturne promjene. Dok je goruća Li-ion baterija praktički neugasiva, LiFePO4 baterija se može ugasiti.
Dulji vijek trajanja:
LiFePO4 baterije općenito izdrže više ciklusa punjenja (3000-4000 ciklusa ili više), dok Li-ion baterije obično izdrže 500-1000 ciklusa.
Duboko pražnjenje i punjenje:
LiFePO4 baterije bolje podnose duboko pražnjenje i nisu tako lako oštećene ako se potpuno isprazne. Osim toga, LiFePO4 baterije se mogu puniti brže
Tolerancija temperature:
LiFePO4 baterije bolje rade u širem temperaturnom rasponu. Učinkovitije rade u hladnim i toplim okruženjima u usporedbi s Li-ion baterijama
Ekološki prihvatljive:
LiFePO4 baterije su manje toksične i ekološki prihvatljivije jer ne sadrže teške metale poput kobalta ili nikla koji se nalaze u mnogim Li-ion baterijama
Energetska učinkovitost:
LiFePO4 baterije su energetski učinkovitije, što znači da se manje energije gubi kao toplina, a više energije je dostupno za korisni rad.
Težina i veličina:
Iako su LiFePO4 baterije općenito teže i veće od Li-ion baterija, poboljšanja u gustoći energije (energija po težini i volumenu) čine ove razlike manjim.
Sveukupno, LiFePO4 baterije nude brojne prednosti u pogledu sigurnosti, vijeka trajanja, tolerancije temperature i zaštite okoliša, iako imaju nižu energetsku gustoću od tradicionalnih Li-ion baterija.
Procijenili smo situaciju i predložili sljedeće rješenje:
Umjesto trenutnih 3 x 200 Ah servisnih baterija (koje su bile smještene u 2 odvojene kutije), predložili smo instaliranje 4 baterije.
Sastavili smo ih od 3.2V, 280Ah EVE LiFePO4 ćelija, s Daly BMS-om (Battery Management System), ukupno 16 ćelija. Ukupni kapacitet je 1120 Ah, 14.33 kWh. Smjestili smo ih u kutiju koja je prethodno sadržavala 2 x 200 Ah olovne baterije. Za paralelnu vezu, trebali smo paralelni modul za povezivanje 12V baterija paralelno, kao i komunikacijski modul za omogućavanje komunikacije između pojedinačnih baterija i Victron sustava jahte. Jahta je imala Victron Multiplus 12/3000/120 punjač/inverter, koji je 12V, s 3000 VA inverterom i 120A punjačem.
Također je bio prisutan Victron MPPT 150/35 i MPPT 100/50 solarni punjač. LiFePO4 baterije se mogu puniti strujom koja odgovara njihovom kapacitetu, u ovom slučaju 4x280A ili 1120A. Međutim, LiFePO4 baterije se ne mogu izravno puniti s alternatorima motora, jer bi preopteretile i spalile alternatore. Potreban je DC-DC pretvarač za regulaciju punjenja. Odabrali smo Victron Orion Tr 12/12-30 punjač, 2 jedinice, kako bi oba motora mogla puniti servisne baterije, za razliku od originalne konfiguracije gdje je jedan alternator motora punio dizel generator i starter baterije, dok je drugi punio servisne baterije. S alternatorima od 55A, 30A Orion punjači ostavljaju 25A za motore i dizel generator baterije. S obzirom na ekstremne situacije, opremili smo 2 Oriona pametnim kontrolama, onemogućujući automatsko punjenje kontrolirano radom motora. Trenutno, ako potrošnja motora premašuje 0, uključujemo punjače, a ako je razina napunjenosti starter i dizel generator baterija niska, isključujemo Orion na tom krugu tako da svih 55A puni te baterije.
Dodatno, instalirali smo sekundarni Victron Multiplus II 12/3000/120 punjač/inverter. Njegova uloga je omogućiti brže punjenje, omogućujući nam punjenje na 240A s oba uređaja, a planiramo i rad klima uređaja s invertera.
Jahta je imala starog tipa solarne panele povezane na manji MPPT punjač, koje smo zamijenili novim panelima po mjeri. Paneli na većem punjaču bili su relativno novi. Sve solarne panele smo povezali serijski na odgovarajuće punjače za optimalan rad. Rezultat je savršeno funkcionalan sustav koji ispunjava očekivanja, s vrlo zadovoljnim kupcem. Stari solarni paneli isporučivali su vršne izlaze od 220-280W, pružajući oko 20A na suncu, dok su novi paneli isporučivali vršne izlaze od 370-450W, pružajući oko 35A.
S ovom postavom, jahta je postala praktički samoodrživa, podržavajući korištenje svih hladnjaka, aparata za kavu s invertera, pumpi, rasvjete itd., uz prosječnu upotrebu. Čak i uz slabu sunčevu svjetlost, sustav može raditi 4-5 dana bez potrebe za štednjom energije. Kada je usidren, vlasnik obično uključuje generator svakih 1-2 dana na kratko vrijeme za toplu vodu ili kuhanje. Tijekom tih vremena, oba punjača rade, i na temelju empirijskih mjerenja, napunjenost baterije se povećava za 10-11% u pola sata. Čak i pod ekstremnim opterećenjima i punjenjem od 240A, prema trenutnim mjerenjima, temperatura ćelija raste za 4-6°C iznad ambijentalne temperature, a tijekom produženog punjenja od 240A, najtoplija ćelija je dosegla 55°C. Optimalni radni temperaturni raspon ovih ćelija je -20 do 60°C.
Posebnu pažnju posvetili smo sigurnosti. BMS-ove smo konfigurirali da isključe izlaznu struju u slučaju kratkog spoja, preopterećenja, prekomjernog punjenja, pregrijavanja ili niske temperature. Victron sustav zasebno mjeri temperaturu unutar kutija s baterijama i može intervenirati u ekstremnim slučajevima, također šaljući upozorenja.
Cijeli sustav je pregledan i kontroliran s jednog sučelja.
