A eficiência de ciclo completo mede a energia que pode ser recuperada após carregar e descarregar o sistema. Se o sistema absorve 10 kWh no lado AC durante o carregamento e mais tarde devolve 9,5 kWh ao lado AC, a sua eficiência de ciclo completo é 95%.

O cálculo é simples:

Para um sistema doméstico completo ligado a AC ou ligado a DC, as perdas provêm de vários componentes físicos. Um pack de 51,2 V LFP geralmente contém dezasseis células nominais de 3,2 V em série. as células e as busbars criam perda resistiva. O BMS consome uma pequena quantidade de potência. MOSFETs, fusíveis, contactores e cabos acrescentam mais. O inversor híbrido então converte AC para DC durante o carregamento e DC de volta para AC durante a descarga.

À temperatura de 25°C e aproximadamente 0,5°C, uma bateria de lítio ferro-fosfato (LFP) bem construída de 10,24 kWh pode alcançar eficiência de bateria DC de 97–99% num teste controlado. Isso não significa que a instalação completa atinja 97–99%. Um inversor híbrido pode atingir 96–98% na sua faixa de funcionamento eficiente, enquanto o consumo em standby, a conversão MPPT e a comutação de baixa carga reduzem o resultado no limite do sistema.

Considere dois caminhos típicos para uma bateria nominal de 10 kWh:

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As condições de teste importam tanto quanto a percentagem. Pergunte se o fornecedor mediu o desempenho DC-para-DC ou AC-para-AC, se o valor inclui consumo em standby e se a bateria utilizou toda a faixa utilizável. Uma afirmação medida a 0,5C e 25°C não pode representar o mesmo resultado de campo que uma afirmação medida a 0,1C com o inversor desconectado do cálculo.

Suponha que uma habitação envie 10 kWh para a bateria todos os dias e utilize a energia armazenada mais tarde nessa noite. Na eficiência de ida e volta de 95%, a casa recebe cerca de 9,5 kWh de volta. No 90%, recebe cerca de 9 kWh. O sistema de menor eficiência perde mais 0,5 kWh por dia.

Ao longo de um ano de ciclagem diária, essa diferença torna-se aproximadamente 182,5 kWh. Ao fim de dez anos, torna-se 1.825 kWh antes de considerar ciclagem sazonal, degradação de capacidade e períodos em que a bateria permanece ociosa. A um valor de eletricidade de €0,30 por kWh, o custo adicional de energia é de cerca de €547,50 ao longo de dez anos. A €0,15 por kWh, é de cerca de €273,75.

Esta comparação não torna automaticamente o produto 95% numa compra melhor. O sistema de maior eficiência pode custar mais, usar um inversor maior ou exigir um desenho de arRefrescado diferente. A comparação correta utiliza a energia total entregue, não apenas o preço de compra.

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Para um inversor de 5 kW, um pack LFP de 10 kWh a operar a 0,5C fornece uma descarga prática de potência total. Nessa carga, a resistência das células e as perdas de comutação do inversor tornam-se visíveis. Se o mesmo sistema passar a maior parte do tempo a 300 W durante a noite, o consumo fixo do inversor pode dominar a percentagem de perda. Um sistema que testa a 95% perto de 0,5C pode ter um desempenho abaixo de 90% durante longos períodos de carga muito baixa, a menos que o inversor entre num modo de sono eficiente.

A temperatura cria outra lacuna. Carregar LFP abaixo de 0°C requer uma restrição de BMS ou um aquecedor de bateria, dependendo do design do produto. A 45°C ambiente, o BMS pode reduzir a corrente de carga ou descarga para proteger as células. A perda elétrica também aumenta à medida que a resistência das células aumenta. Para instaladores no norte da Europa, um recinto interior aquecido e um alvo de operação de 5–35°C podem proteger a eficiência declarada. Para regiões quentes, o fluxo de ar, os caminhos de transferência de calor e um invólucro classificado para o ambiente de instalação importam mais do que um pico de laboratório.

A eficiência é em parte uma especificação de célula e em parte uma decisão de integração do sistema. Um verdadeiro parceiro OEM ou ODM deve ser capaz de mostrar onde ocorre a perda e quais os parâmetros que a fábrica pode ajustar para a sua linha de produtos.

A primeira alavanca é a arquitetura elétrica. Um pack LFP de 51,2 V, 200 Ah utiliza aproximadamente 10,24 kWh de capacidade nominal. O dimensionamento correto de barramentos, percursos de cabos curtos, contactores de baixa resistência e terminais devidamente aparafusados reduzem a perda DC. Para uma carga de 5 kW, a corrente do pack aproxima-se de 98 A à tensão nominal. Um terminal solto ou um cabo subdimensionado pode gerar calor e uma queda de tensão mensurável a essa corrente.

A segunda alavanca é a comunicação entre o BMS e o inversor. A comunicação CAN ou RS485 permite que a bateria reporte SOC, temperatura, corrente de carga permitida e corrente de descarga permitida. O inversor pode então evitar impor um pack frio ou quente a uma corrente fixa. Um BMS que apenas envia um valor de SOC aproximado pode causar balanceamento superior desnecessário, cortes conservadores ou limitação repetida de corrente, tudo o que reduz a energia utilizável.

A terceira alavanca é o firmware. Uma fábrica ODM pode definir limites de espera, comportamento de terminação de carregamento, calibração de SOC e limites de corrente para a sua marca de inversor. Também pode fornecer variantes de conectores, documentação de pinagem, rótulos de marca, displays multilíngues e um invólucro de etiqueta branca. Solicite unidades de amostra com firmware de intenção de produção, não firmware de engenharia que esconda o modo de espera.

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A quarta alavanca é a validação. Solicite um relatório de teste AC-para-AC a 0,25C, 0,5C e 1C, além dos resultados a 10°C, 25°C e 40°C. Requeira a janela utilizável de SOC, potência de descarga, modelo do inversor, potência em idle e condição de retenção de capacidade. Uma fábrica que possa devolver uma matriz de testes e o tempo de fornecimento de amostras em semanas é mais fácil de qualificar do que uma que forneça uma única percentagem arredondada.

A comparação seguinte utiliza um sistema LFP de 10,24 kWh, 51,2 V, com ciclismo diário e um inversor híbrido de 5 kW. Os valores são números de planeamento, não substituem um relatório de teste específico do produto.

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Para uma bateria que só faz ciclos durante interrupções ocasionais, o sistema 90% pode ser comercialmente sensato. Perde menos quilowatt-hora porque raramente move energia. Para uma bateria que desloca energia solar todos os dias sob uma tarifa de uso por tempo, o 95% normalmente ganha o seu prémio mais rapidamente.

Não compare a eficiência sem verificar a janela utilizável de SOC. Um produto que afirma 95% utilizável DOD 90% pode fornecer menos energia diária do que um produto 90% com um pack maior ou uma janela operacional validada mais ampla. Divida o preço de compra pelo quilowatt-hora de vida útil entregue em CA para tornar a comparação justa.

Quando qualificar um fornecedor de armazenamento doméstico, peça um relatório de teste AC-para-AC em vez de aceitar uma figura de eficiência de pico da bateria. Dê à fábrica a tensão do seu sistema, o modelo do inversor, a curva de carga diária, o DOD-alvo, a faixa de temperatura de instalação e a contagem de ciclos esperada. Devolveremos um BOM preliminar, plano de testes de eficiência e suposições de garantia dentro de 24 horas.