A LiFePO4 (lítium-vas-foszfát) akkumulátoroknak számos előnye van a Li-ion (lítium-ion) akkumulátorokkal szemben. Íme néhány fő előny:
Biztonság:
A LiFePO4 akkumulátorok kevésbé hajlamosak a túlmelegedésre és a tűzre, mint a Li-ion akkumulátorok. Ez azért van, mert a LiFePO4 kémia stabilabb és kevésbé hajlamos a hőmérsékleti változásokra. A kigyulladt Li-ion gyakorlatilag elolthatatlan, a tűzbe tett LiFePO4 viszont eloltható.
Hosszabb Élettartam:
A LiFePO4 akkumulátorok általában több töltési ciklust bírnak ki (3000-4000 ciklus vagy több), míg a Li-ion akkumulátorok általában 500-1000 ciklust bírnak.
Mélykisülés és Töltés:
A LiFePO4 akkumulátorok jobban bírják a mélykisülést, és nem károsodnak olyan könnyen, ha teljesen lemerülnek. Emellett a LiFePO4 akkumulátorok gyorsabban tölthetők fel.
Hőmérsékleti Tolerancia:
A LiFePO4 akkumulátorok jobban teljesítenek szélesebb hőmérsékleti tartományokban. Hideg és meleg környezetben is jobban működnek, mint a Li-ion akkumulátorok.
Környezetbarát:
A LiFePO4 akkumulátorok kevésbé mérgezőek és környezetbarátabbak, mivel nem tartalmaznak olyan nehézfémeket, mint a kobalt vagy nikkel, amelyek megtalálhatók sok Li-ion akkumulátorban.
Energiahatékonyság:
A LiFePO4 akkumulátorok energiahatékonyabbak, ami azt jelenti, hogy kevesebb energia veszik el hő formájában, és több energia használható fel hasznos munkára.
Súly és Méret:
Bár a LiFePO4 akkumulátorok általában nehezebbek és nagyobbak, mint a Li-ion akkumulátorok, az energiasűrűségük (energia mennyisége per súly és térfogat) javulása miatt ezek a különbségek egyre kisebbek lesznek.
Összességében a LiFePO4 akkumulátorok számos előnyt kínálnak a biztonság, élettartam, hőmérsékleti tolerancia és környezetvédelem terén, bár kisebb energiasűrűséggel rendelkeznek, mint a hagyományos Li-ion akkumulátorok.
Felmértük a helyzetet és a következő javaslatot tettük:
A jelenlegi 3 db 200 Ah-s munkaakkumulátor helyett (melyek 2 külön dobozban voltak elhelyezve) 4 akkumulátor beépítését javasoltuk.
Ezeket mi szereltük össze 3,2V-os, 280Ah-s EVE gyártmányú LiFePO4 cellákból, Daly BMS-el (Battery Management System), összesen 16 cella. Teljes kapacitás 1120 Ah, 14,33 kWh. Ezt elhelyeztük abba a dobozba, amelyben előzőleg 2 db 200 Ah ólomakkumulátor volt. A párhuzamos kapcsoláshoz kellett egy párhuzamosító modul, hogy a 12V-os akkumulátorokat össze tudjuk kötni párhuzamosan, valamint egy kommunikációs modul, amely az egyes akkumulátorok közötti kommunikációt valósítja meg, valamint a teljes akkumulátor csoport kommunikációját a hajóban üzemelő Victron rendszerrel.
A hajóban volt egy Victron Multiplus 12/3000/120 töltő/inverter, amely 12V-os, az invertere 3000 VA-os, és 120A-es a töltője.
Volt továbbá egy Victron MPPT 150/35 és egy MPPT 100/50 napelemes töltő.
A LiFePO4 akkumulátorokat minden további nélkül lehet tölteni a kapacitásuknak megfelelő árammal, ebben az esetben 4x280A azaz 1120 A-al. viszont a LiFePO4 akkumulátorokat nem lehet közvetlenül a motorok generátorával tölteni, mert túlterhelik a generátort, ami ettől leég. Ide egy DC-DC átalakító kell, ami szabályozza a töltést. A Victron Orion Tr 12/12-30-as töltőt választottuk, 2 db-ot, hogy mindkét motor tudja tölteni a munkaakkumulátorokat, szemben az eredeti konfigurációval, ahol az egyik motor generátora a diesel generátor és a motor indító, míg a másik a munkaakkumulátorokat töltötte. Az 55A-es generátorok esetében, a 30A-s Orion töltővel, marad 25 A a motorok és diesel generátorok akkumulátoraira. Gondolva extrém helyzetekre, okosvezérléssel láttuk el a 2 Orion-t, kikapcsolva az automatikus motor üzemeléshez kötött töltésvezérlést. Jelenleg, amennyiben a motorok fogyasztása nagyobb min 0, bekapcsoljuk a töltőket, illetve ha a motorindító és diesel generátor indító akkumulátorok töltöttségi szintje alacsony, akkor azt az Oroint lekapcsoljuk, ami ezen a körön van, hogy a generátor teljes 55A-e ezeket az akkumulátorokat töltse.
Ezen felül, beszereltünk egy Victron Multiplus II 12/3000/120-as másodlagos töltő/invertert. Ennek a szerepe a gyorsabb töltés, így a két berendezéssel összesen 240A-al tudunk tölteni, továbbá tervben van, a klímák inverterről történő üzemeltetése is.
A hajón volt a kisebb MPPT töltőhöz kapcsolt, régi típusú napelem, amelyeket lecseréltünk, egyedileg méretre legyártatott napelemekre. A nagyobb töltőn levő napelemek viszonylag újak voltak. Az összes napelemet soros kapcsolással kötöttük az egyes töltőkre, az optimálisabb működés miatt.
Az eredmény, egy tökéletesen, elvárásoknak megfelelően működő rendszer, és nagyon elégedett ügyfél. A régebbi napelemekkel 220-280W-os csúcsteljesítmény mellett, napsütésben 20A körüli, az újabb napelemekkel 370-450W csúcsteljesítmény mellett 35A körüli töltést kaptunk.
A hajó ezzel gyakorlatilag önfenntartó lett, az összes hűtő, kávéfőző invretrről való használata, szivattyúk, világítás stb átlagos használata mellett. Rossz napsütés mellett is 4-5 napot tud üzemelni a rendszer, hogy közben nem kell spórolni az árammal. A tulajdonos amikor bóján tartózkodik, 1-2 naponta be szokta indítani a generátort melegvíz készítésre vagy főzésre egy rövidebb időre. Ilyenkor mindkét töltő üzemel, és a tapasztalati mérések alapján, fél óra alatt 10-11%-ot nő az akkumulátorok töltöttsége.
Extrémebb terhelés és a 240A-s töltés esetén is, az eddigi mérések alapján, a cellák hőmérséklete a környezetihez képest 4-6 °C-al nő meg, és egy hosszabb 240A-s töltéskor a legmelegebb cella 55°C volt. Ezen cellák optimális működési hőmérséklete -20 és 60°C között kell hogy legyen.
A biztonságra nagyon sok figyelmet fordítottunk. A BMS-eket úgy állítottuk be, hogy rövidzár, túlterhelés, túltöltés, túlmelegedés, alacsony hőmérséklet esetén kapcsolják le a kimenő áramot. A Victron rendszere külön méri az akkumulátorok dobozában a hőmérsékletet, extrém esetben ő is be tud avatkozni, illetve ő is tud riasztást küldeni.
A teljes rendszer átlátható, és egy felületről vezérelhető.
