LiFePo4 lithiumbatterijen in campers zijn goedkoper dan loodzuuraccu's
Uit dit artikel blijkt dat een lithiumbatterij al goedkoper is dan een loodzuuraccu als je de kosten over de gebruiksperiode vergelijkt.
Waarom is dat?
Laten we eerst beginnen met de bruikbare capaciteit van lithium- en loodzuurbatterijen. Met een lithium-ijzerfosfaatbatterij met een nominale capaciteit van 100Ah kun je er volledig gebruik van maken, en dit ongeveer 3000 keer.
Met een 100Ah AGM loodzuuraccu kun je ongeveer de helft van de nominale capaciteit, d.w.z. 50Ah, gebruiken als deze batterij ongeveer 1000 cycli meegaat. En wat u ook moet weten, deze AGM-batterij biedt alleen de 1000 cycli als deze onmiddellijk na ontlading tot het einde van de laadspanning wordt opgeladen. Dit betekent dat u een 200Ah loodzuurbatterij nodig hebt om dezelfde capaciteit te bereiken als een 100Ah lithiumbatterij, omdat slechts 50% van de capaciteit batterij spaarzaam kan worden gebruikt. Omdat deze regels bij praktisch gebruik vaak niet worden nageleefd, zijn veel AGM-accu's na 1 -3 jaar vaak zo zwak dat ze vervangen moeten worden..
Efficiëntie
Als je de efficiëntie van de twee batterijsystemen vergelijkt, haalt een hoogwaardige AGM-batterij 85 - 88% en een lithiumbatterij 96-98%. Dit betekent dat je 100Ah moet opladen in een loodzuuraccu om er weer maximaal 88Ah uit te krijgen. Het verschil wordt omgezet in warmte en gaat verloren.
Daardoor heb je zelfs meer dan 200Ah nodig, namelijk eerder 220Ah loodzuuraccucapaciteit, om permanent dezelfde hoeveelheid elektriciteit uit een loodzuuraccu te halen als uit een 100Ah lithiumbatterij. Daarnaast zijn er minder PV-panelen op het dak nodig om een vergelijkbare hoeveelheid bruikbare elektriciteit op te wekken.
Cyclusvergelijking
Dit is de vergelijking waarin de lithiumbatterij elke loodzuuraccu genadeloos weg vaagt. Een hoogwaardige AGM-batterij kan ongeveer 1000 cycli produceren bij 50% ontladingsdiepte totdat deze slechts ongeveer 80% van zijn oorspronkelijke capaciteit heeft, op voorwaarde dat deze nooit langer dan een paar uur in de gedeeltelijk opgeladen toestand blijft.
Een lithium-ijzerfosfaatbatterij biedt tot 3000 laadcycli bij 90% ontlading. Daarna heeft het nog steeds 80% van zijn oorspronkelijke capaciteit en kan het gemakkelijk worden hergebruikt tot 10.000 cycli totdat de capaciteit onder de 60% daalt. Dit is de reden waarom lithiumbatterijen een tweede leven kunnen leiden na hun gebruik als tractiebatterijen in de auto, B.v. als elektriciteitsopslag in huis. Dus als we de levensduur van de twee technologieën vergelijken, is de lithiumbatterij minstens drie keer beter dan de loodbatterij.
Dit betekent dat we drie keer een 200Ah AGM-batterij moeten kopen voor ongeveer 450 euro per stuk om de levensduur van een 100Ah lithiumbatterij te bereiken.
Het gewicht
De volgende factor is gewicht. Een 100Ah lithium batterij weegt tussen de 13 en 15 kg. Een 200Ah AGM accu weegt al snel 55 - 60 kg. Als de lithiumbatterij zich in een mobiel systeem bevindt, zoals een camper is geïnstalleerd, zal de brandstofbesparing in een levensduur van 10 jaar enorm zijn, afhankelijk van de kilometerstand.
Huidige conclusie
Een loodzuuraccu is bijna onverslaanbaar wanneer een grote hoeveelheid vermogen een paar seconden nodig is om een motor in de auto te starten. Daar zijn tot 1000 ampère voor seconden mogelijk. Het feit dat de spanning onder de 10V zakt, wordt gecompenseerd door het ontwerp van de starter, die eigenlijk een 10V-motor is.
Loodzuuraccu's zullen dus waarschijnlijk nog lang overleven als startaccu's. Is er echter over een langere periode sprake van een hoger stroomverbruik, dan gaat de spanning van een loodzuuraccu zeer snel zodanig omlaag dat grotere verbruikers gewoon uitschakelen.
Als een omvormer B. v een kookplaat of een koffiezetapparaat met een verbruik van 1500W op de accu is aangesloten, dan trekt de omvormer 1.500 watt : 12 volt = 130 ampère. Plus ongeveer 10% conversieverliezen van de omvormer, dit is een totaal van ongeveer 143 ampère elektriciteit, die de batterij permanent moet brengen zolang de koffiemachine opwarmt.
Zelfs een 100% volledig opgeladen 200Ah AGM accu gaat na korte tijd bij 143 ampère ontlading naar onder de 12V en lager en dan schakelt de omvormer uit vanwege onderspanning. Aan de andere kant kan een 100Ah LiFePo4-batterij zoals B.V de Liontron LX Perfektium, Super B permanent 150A of meer afgeven zonder dat de spanning onder de 12V zakt.
De batterij opladen
Een loodzuuraccu vereist een meertraps acculader, die de accu oplaadt met verschillende laadniveaus zoals hoofd-, onderhouds- en balanceringsladen. De eindspanning van het opladen is ook afhankelijk van de interne temperatuur van de batterij. Goede loodzuuracculaders zijn daarom uitgerust met een externe temperatuursensor, die stevig op de bovenkant van de loodaccu moet worden gemonteerd. Zoals we weten, moet een loodzuurbatterij zo snel mogelijk worden opgeladen nadat de stroom er stroom is afgenomen om niet voortijdig te kapot te gaan als gevolg van sulfateren veel eerder dan gepland.
Deze goede verzorging is B.V ook mogelijk bij gebruik van een zonnepanelen de zomer, maar moeilijk te bereiken in de winter. Bij gebruik van een loodzuuraccu voor een zo lang mogelijke levensduur, raden we onze klanten aan deze tijdens de wintermaanden permanent aan te sluiten op een automatische lader, zodat de batterij automatisch wordt onderhouden om de levensduur te verlengen.
Daarnaast moet je weten dat het volledig opladen van een loodaccu (van ongeveer 11V (leeg) tot ongeveer 12,8V (vol) 12 uur of langer kan duren. De accu absorbeert eerst een zeer hoge laadstroom en kan snel worden opgeladen. De stroom neemt echter snel af met toenemende laadtoestand, zodat de laatste 50% van de lading aanzienlijk meer tijd in beslag neemt dan de eerste 50%.
Als een loodzuuraccu tijdens een gezonde behandeling tussen de 50% en 100% laadtoestand moet worden gehouden, kan deze dus maar relatief weinig elektriciteit opnemen tijdens het opladen, omdat deze altijd wordt opgeladen in de fase tussen 50% en 100%, waar de batterij slechts weinig kan absorberen, zelfs als de oplader of het zonnestelsel een hoger laadvermogen zou kunnen leveren.
Het kan in totaal 18 uur duren tot het einde van de lading, wanneer de batterij slechts een paar milliampère absorbeert. Precies dit punt van absolute volledige lading, maar moet regelmatig worden bereikt om schadelijke sulfatering te voorkomen en een maximale levensduur van de loodbatterij te bereiken.
Een lithiumbatterij daarentegen kan met een constante laadstroom in ongeveer twee uur van leeg naar vol worden opgeladen, zolang de oplader sterk genoeg is. Iedereen weet dit van zijn mobiele telefoon vandaag. Er is geen ingewikkelde lader nodig, maar deze kan continu worden opgeladen met hoofdlading en constante stroom. Moderne LiFePo4-batterijen kunnen worden opgeladen met elke 12V-loodlader met een eindlaadspanning tussen 14,2 V en 14,6 V. Zelfs een oude 13,8V-lader van de eerste generatie 12V-gelbatterijen kan een lithiumbatterij opladen. Zo raakt hij maar tot 90% vol, maar dit schaadt de accu helemaal niet.
In de praktijk, B.v in de camper, betekent dit dat de dynamo van het voertuig de lithiumbatterij in de kortst mogelijke tijd kan opladen tijdens een korte ochtendrit om de broodjes te krijgen. Voor dit doel zou echter een laadbooster worden aanbevolen, die de lithiumbatterij van een voldoende hoog laadvermogen voorziet door de "chronisch luie" voertuigdynamo zodra de voertuigmotor draait.
Een lithiumbatterij voelt het meest comfortabel aan wanneer deze gedeeltelijk is opgeladen. Dit betekent dat regelmatig volledig opladen, zoals bij de loodzuuraccu, niet nodig is en de levensduur niet verlengt. Als de batterij lange tijd niet wordt gebruikt, moet u deze half opgeladen opslaan en zelfs na een jaar kunt u deze zonder schade weer in gebruik nemen. Als Bluetooth-bewaking beschikbaar is in de batterij, moet er ongeveer elke zes maanden iets worden opgeladen, omdat dit apparaat permanent een paar milliamperère stroom verbruikt.
Bewaking
Open vloeibare loodbatterijen vereisen regelmatige inspectie en onderhoud. Bij elk laadproces ontsnapt waterdamp, die moet worden bijgevuld als gedestilleerd water. Verzegelde loodzuuraccu's zoals AGM of GEL vereisen geen zorg, maar alleen een bewaking van de uitschakeling bij ongeveer 50% ontlading, evenals onmiddellijk volledig opladen na elke ontlading. Over het algemeen adviseren wij klanten die een loodzuuraccu gebrui om een accumonitor te installeren. Net als een brandstofmeter voor batterijen, geeft deze de laadtoestand in procenten, de laad- / ontlaadstroom en de batterijspanning weer. Een batterijmonitorsysteem van e.B. Victron met Bluetooth-display kost net geen 200 euro en moet worden toegevoegd aan de kosten van een loodzuuraccu als je het vergelijkt met een lithiumbatterij.
Een lithiumbatterij daarentegen kan na installatie vele jaren onbeheerd worden achtergelaten. Het batterijbeheersysteem (BMS) dat in elke batterij is ingebouwd, zorgt ervoor dat de batterij wordt beschermd tegen mishandeling. Het schakelt B.v. .zonne panelen de batterij uit in geval van onderspanning en overbelasting en schakelt deze onmiddellijk automatisch weer in zodra het probleem is opgelost.
In veel lithiumbatterijen zijn Bluetooth-batterijmonitorsystemen geïnstalleerd in de vorm van een app voor mobiele telefoons. Naast de laadtoestand in procenten, tonen deze de gebruiker ook het huidige verbruik, het aantal reeds verbruikte cycli en de huidige opbrengst die momenteel door de aangesloten zonnepanelenl, de batterijlader of de dynamo in de batterij wordt opgeladen.
Veiligheid
Loodaccu's ook gesloten, maar bij opgeladen met een te hoogspanning zogenaamd blast gas, dat zwaarder is dan omgevingslucht, en al door een vonk kunnen ontploffen. Daarom mogen loodzuuraccu's alleen op goed geventileerde plaatsen worden geïnstalleerd. Lithium-ijzerfosfaatbatterijen, waar we het hier over hebben, zijn niet ongecontroleerd verbrand of ontploft, zelfs niet wanneer ze met kogels werden gebombardeerd. Ze worden beschouwd als de veiligste en meest duurzame lithiumtechnologie.
Temperatuur gedrag
Bij lage temperaturen kunnen loodzuuraccu's nog korte tijd hoge stromen uitstoten. Dit is echter echt maar voor een korte tijd. Hierdoor kun je zelfs bij -40°C een auto starten. Echter alleen als de motor direct start. Herhaalde startpogingen worden door de batterij erkend met falen, omdat de capaciteit van een loodzuuraccu daalt van -40 graden tot 15% van zijn nominale capaciteit bij zeer lage temperaturen. Lithiumbatterijen hebben nog steeds ongeveer 80% van hun capaciteit, zelfs bij zeer lage temperaturen tot -40 °C. De LiFePo4-batterijen kunnen echter worden ontladen bij temperaturen onder nul, maar kunnen niet worden opgeladen. Slechts enkele LiFePo4-batterijen zoals LIONTRON en Perfektium bieden een Arctic-versie die kan worden opgeladen tot -30 °C, omdat een ingebouwde verwarming eerst de laadstroom gebruikt om de batterij te temperen en vervolgens overschakelt naar opladen. Om deze reden kan deze LiFePo4-batterij in zeer koude gebieden worden geïnstalleerd, zelfs in onverwarmde omgevingen.
Conclusie
Loodzuuraccu's hebben hun bestaansreden verloren in cyclische toepassingen als service-, tractie- en solar batterijen. Ze zijn in bijna alle technische opzichten en nu ook in financieel opzicht inferieur aan de moderne lithiumtechnologie, zodra de kosten voor de gebruiksperiode als basis worden genomen. Alleen als startaccu en als tractieaccu, B.V. in heftrucks zal deze technologie waarschijnlijk nog wel even blijven bestaan. De belangrijkste reden voor het succes van de loodzuuraccu in startaccu's is de lage investering en het feit dat de accu tijdens het startproces slechts enkele procenten wordt ontladen en na het starten van de motor direct wordt opgeladen door de dynamo. Hierdoor kan het goed dienen in deze toepassing over een periode van een paar jaar. Het is vergelijkbaar met een vorkheftruck, waarbij het hoge gewicht van de loodzuuraccu een voordeel is en de batterij de hele nacht kan worden opgeladen na een gebruiksdag van 8 uur.