Ako degraduje BESS a čo ovplyvňuje životnosť batérie?

BESS degraduje najmä v dôsledku času, cyklovania, teploty a spôsobu prevádzky. Batéria počas životnosti postupne stráca časť dostupnej kapacity a môže sa meniť aj jej schopnosť dodávať výkon — tento proces sa prejavuje poklesom SoH. Životnosť batériového úložiska nezávisí iba od počtu rokov alebo cyklov v datasheete, ale aj od DoD, C-rate, SoC okna, teploty, kvality BMS a stratégie EMS.

Čo je kalendárna degradácia?

Kalendárna degradácia je starnutie batérie v čase, ktoré prebieha aj vtedy, keď batéria nevykonáva veľa cyklov. Ovplyvňuje ju najmä čas, teplota, priemerný SoC a čas strávený na vysokom SoC. BESS, ktoré stojí väčšinu roka pripravené ako záložný zdroj, teda cykluje málo — ale ak je pritom dlhodobo udržiavané pri vysokom SoC a vyššej teplote, kalendárna degradácia môže byť významná.

Čo je cyklická degradácia?

Cyklická degradácia vzniká pri nabíjaní a vybíjaní batérie. Ovplyvňuje ju najmä počet cyklov, hĺbka vybitia (DoD), C-rate, teplota počas cyklovania a SoC rozsah. Batéria používaná každý deň na time shifting bude degradovať inak ako batéria, ktorá zasiahne iba niekoľkokrát mesačne pri peak shaving.

Modelový príklad IBG: rovnaký počet cyklov, rozdielna degradácia

Obe batérie vykonajú počas roka podobný počet ekvivalentných plných cyklov, ich degradačný dopad však nemusí byť rovnaký. Preto nie je správne hodnotiť životnosť iba cez počet cyklov — treba poznať DoD, SoC rozsah, teplotu aj výkonový režim. Modelový príklad je zjednodušený a slúži na vysvetlenie princípu.

• Hlbšie cykly (vyšší DoD) môžu zrýchľovať degradáciu
• Vyšší C-rate zvyšuje tepelné a výkonové zaťaženie
• Vysoká teplota a dlhý čas na vysokom SoC urýchľujú kalendárne starnutie
• Kvalitná stratégia EMS môže degradáciu výrazne optimalizovať

„Nesledujeme iba počet cyklov batérie. Sledujeme, akým spôsobom batéria počas týchto cyklov reálne pracuje."

Tím energetických riešení IBG Slovensko

Dá sa degradácia batérie aktívne spomaliť?

Do určitej miery áno. Kvalitné EMS môže riadiť SoC okno tak, aby sa batéria vyhýbala extrémne vysokému aj extrémne nízkemu SoC, obmedzovať C-rate pri menej naliehavých úlohách a rozdeľovať zaťaženie rovnomerne medzi rackmi. Tieto opatrenia nezastavia degradáciu úplne, ale môžu výrazne predĺžiť čas, počas ktorého batéria zostáva nad ekonomicky zmysluplnou úrovňou SoH.

Ako sa degradácia prejavuje v praxi na strane klienta?

Klient zvyčajne nevidí priamo pokles SoH, ale jeho dôsledky — kratší čas, počas ktorého BESS dokáže dodávať plánovaný výkon, alebo postupné znižovanie efektivity peak shavingu. Preto je dôležité sledovať SoH pravidelne a plánovať prípadnú úpravu prevádzkovej stratégie ešte skôr, než degradácia začne výraznejšie ovplyvňovať ekonomický prínos systému.

Aké faktory prevádzky má zmysel aktívne kontrolovať?

• Teplotu prostredia a funkčnosť chladenia či vykurovania batériových jednotiek
• Priemerný SoC a čas strávený na extrémne vysokom alebo nízkom SoC
• Skutočný C-rate počas bežnej prevádzky voči odporúčaniam výrobcu
• Rozdiely v SoH a teplote medzi jednotlivými rackmi systému

Ako sa degradácia zohľadňuje pri návrhu nového projektu?

Pri návrhu BESS IBG neplánuje kapacitu iba na základe aktuálnej potreby klienta, ale zohľadňuje aj očakávaný pokles kapacity počas plánovanej životnosti projektu. To znamená, že systém je od začiatku dimenzovaný s rezervou, ktorá umožňuje splniť požadovaný výkon a kapacitu aj po niekoľkých rokoch prevádzky, keď SoH batérie už nebude na úrovni 100 %.