Levensduur & cycli
Cycli zijn niet hetzelfde als jaren. Dat is de kern van hoe de levensduur van een thuisbatterij moet worden begrepen. Een cycle life-getal zegt iets over hoeveel keer het systeem kan laden en ontladen binnen een bepaalde belasting, maar niet over hoeveel kalenderjaren het systeem in de woning staat en presteert. Beide zijn afzonderlijke grootheden die samen de werkelijke levensduur bepalen.
Naast cycli spelen calendar aging, temperatuur, de Depth of Discharge, de C-rate en de State of Charge een rol. Een systeem dat weinig wordt gebruikt, kan door tijd en omstandigheden alsnog capaciteit verliezen. Een systeem dat intensief wordt gecycled, daar staat tegenover dat de technologiekeuze bepaalt hoeveel die belasting uitmaakt. Hieronder volgt de autoritatieve uitleg van de factoren.
01
Cycle life is het aantal laadcycli dat een systeem verdraagt tot een bepaalde degradatiedrempel, meestal gecombineerd met een C-rate, een DoD en een eind-of-life-criterium. Cycle life is geen kalenderlevensduur: het zegt iets over het cyclisch gebruik, niet over hoeveel jaar het systeem in de tijd meegaat.
02
Naast cycli veroudert een batterij ook simpelweg door tijd en omstandigheden, de zogenoemde calendar aging. Een systeem dat weinig cycli draait, kan door temperatuur en laadtoestand toch kapaciteit verliezen. Calendar aging betekent dat de daadwerkelijke levensduur niet uit cycli alleen valt af te leiden.
03
De mate waarin de batterij per cyclus wordt ontladen, de Depth of Discharge, beïnvloedt de slijtage. Diepe ontladingen zijn zwaarder dan ondiepe. Vergelijkingen tussen producten zijn alleen zinvol wanneer de DoD gelijk is, anders staan verschillende belastingen naast elkaar.
04
Temperatuur is een hoofd oorzaak van versnelde veroudering. Zowel hitte als extreme kou kan de capaciteit en de levensduur beïnvloeden. Thermisch beheer en de plaatsing van het systeem spelen daarom een rol in hoe het systeem over de tijd presteert.
05
De snelheid waarmee wordt geladen en ontladen, de C-rate, legt een verschillend soort belasting op de cel. Een hogere C-rate betekent meer vermogen per eenheid capaciteit. Let erop dat de C-rate op celliveau niet hetzelfde is als op systeemniveau.
06
Hoe lang de batterij op een bepaalde laadtoestand staat, weegt mee. Een systeem dat lange tijd vol staat, veroudert sneller dan een systeem dat binnen een gunstiger werkingsgebied wordt gehouden. Een slim EMS houdt hiermee rekening.
07
Degradatie toont zich als verlies van bruikbare capaciteit over de tijd. Niet elk verlies is direct een storing; het systeem blijft vaak werken, maar met minder opslag. Het eind-of-life-criterium bepaalt wanneer degradatie als einde wordt gemarkeerd.
Productspecifiek voorbeeld
Volgens de aangeleverde productinformatie verdraagt de supercapacitor-gebaseerde productlijn 32.000+ laadcycli onder de opgegeven testcondities. Dat is een productspecifiek voorbeeld, geen algemene eigenschap van alle thuisbatterijen. Een expliciet voorbehoud is hier op zijn plaats: cycle life is geen kalenderlevensduur. De onderstaande theoretische voorbeelden laten zien hoe 32.000 cycli zich verhouden tot jaren bij verschillende cycli per dag. Dit zijn geen levensduurvoorspellingen, maar rekenvoorbeelden.
| Cycli | Cycli per dag | Theoretisch aantal jaren |
|---|---|---|
| 32.000 | 1 | 87,7 |
| 32.000 | 2 | 43,8 |
| 32.000 | 3 | 29,2 |
| 32.000 | 5 | 17,5 |
| 32.000 | 10 | 8,8 |
Theoretische berekening: 32.000 cycli gedeeld door (cycli per dag × 365 dagen). Deze getallen zijn rekenvoorbeelden op basis van productspecifieke cycle life en geen levensduurvoorspelling. De werkelijke levensduur wordt bepaald door calendar aging, temperatuur, C-rate, DoD, SOC en de productspecificaties van het gekozen systeem.
Verder verdiepen