Advantages of Nickel Iron Batteries over Lead Acid Batteries
- Deeper depth of discharge
- More specific energy at recommended depth of discharge
- More volumetric energy density at recommended depth of discharge
- Capable of higher rate of charging
- Much longer cycle life
- Much longer shelf life
- Longer float charging life
- Higher efficiency
- Higher maximum operating temperature (air conditioning not required)
- Higher safe storage temperature
- No lead content
- No acid content
The Industrial Series Nickel Iron batteries are imported from one of the largest battery factories in the world, located in Sichuan province of Western China. Esta unidade de produção tem vindo a construir baterias desde 1971, e é conhecida por produzir baterias da mais alta qualidade disponível.
Estas baterias têm de ser enviadas como um artigo Hazmat com o electrólito instalado.
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Um breve histórico da bateria NiFe
A Última Bateria que irá comprar?
Há mais de um século, Thomas Edison encontrou um design de bateria que ele considerava ser quase perfeito. Hoje em dia, as baterias de níquel-ferro (NiFe) têm uma versão actualizada que é especificamente fabricada para sistemas fora da rede e de energias renováveis.
Uma bateria de níquel-ferro com electrólito alcalino recarregável tem uma grande capacidade de armazenamento (até 48 kilowatts/hora) para sistemas de 12, 24 ou 48 volts. Esta bateria quase indestrutível pode ser descarregada a 80% da sua capacidade sem qualquer dano.
Algumas das baterias Edison ainda estão em funcionamento. Com uma expectativa de vida útil de 30 anos, o eletrólito pode ser trocado e a bateria é boa por mais 30 anos. O hidróxido de potássio é o eletrólito que Edison utilizou durante 25 anos de operação. A adição de hidróxido de lítio acrescenta mais 5 anos ao ciclo de vida operacional esperado.
Como as baterias de NiFe funcionam
Cada grupo de 10 células @ 1,2 volts, faz um módulo de 12 volts. Baterias múltiplas podem ser ligadas em série e em paralelo para maiores tensões e maior capacidade ampère-hora.
A capacidade de sobreviver a ciclos frequentes é devido à baixa solubilidade dos reagentes no eletrólito. Ao contrário das baterias de chumbo ácido, as placas da bateria NIFe não se dissolvem no electrólito alcalino. Não há sulfatação porque as placas não mudam de estado.
Comparação das baterias de chumbo ácido e ferro-níquel
As baterias de chumbo ácido são susceptíveis a danos a temperaturas superiores a 80F e inferiores a 32F. A estrutura de suporte de uma bateria de chumbo-ácido pode derreter a temperaturas superiores. As baterias de níquel-ferro têm uma construção em aço. As placas de níquel e de ferro nunca se dissolvem no electrólito; permanecem sempre na sua forma sólida de metal. As baixas temperaturas podem diminuir o desempenho, mas quando a bateria aquece novamente, nunca haverá qualquer perda de capacidade.
Usar ferro-níquel para suas necessidades de armazenamento fora da rede ou de energia renovável é uma ótima idéia. Com uma duração de 7 anos, os sistemas de baterias de Níquel-Iron estão rapidamente se tornando a escolha ambientalmente sensível para sistemas fora da rede e de energia renovável.
É importante comparar as amp horas disponíveis nessas baterias com as amp horas disponíveis em uma bateria de chumbo-ácido.
Com chumbo-ácido você só pode descarregar 20 a 30% da capacidade total da bateria para obter 5 anos de vida útil. Isto significa um sobredimensionamento da bateria de chumbo-ácido, o que causa problemas com o número de fios paralelos e com o facto de ter as entradas adequadas para recarregar uma bateria enorme.
Filosofia de Design
Recomendamos um sistema equilibrado, que inclui ter uma bateria que pode ser recarregada num dia com energia extra para continuar a funcionar com as suas cargas ao mesmo tempo.
Como exemplo, compare a bateria de níquel-ferro com uma bateria de chumbo-ácido de 24 volts e 1200 amperes-hora com uma profundidade de descarga recomendada de 30%. A bateria de chumbo-ácido forneceria 360 amperes-hora de capacidade disponível. No máximo, 600 amperes-hora estariam disponíveis se fossem descarregados a 50%. Este DOD de 50% encurtará a vida útil de uma bateria de chumbo-ácido para menos de 5 anos. Para atingir a mesma capacidade com ferro-níquel, recomendamos uma bateria de 500-600Ah de Ni-Fe. A célula menor de 500 Ah seria suficiente e forneceria 350 Ah a 70% de profundidade de descarga. A célula de 600 Ah seria mais do que suficiente e ofereceria uma capacidade de eletrólito maior do que a célula de 500Ah.
Neste exemplo, a célula de 600Ah ofereceria 480Ah de capacidade disponível com 80% DOD e 300Ah a 50% DOD.
Electroyte
O eletrólito alcalino na série de baterias de ferro-níquel dos EUA é uma fórmula patenteada pela Encell que consiste em KOH, (hidróxido de potássio) e LIOH, (hidróxido de lítio). Esta nova mistura de eletrólitos fornecerá mais de 11.000 ciclos antes de precisar de uma atualização do eletrólito. Em outras palavras, esta bateria pode funcionar por 30 anos antes de precisar de uma troca do eletrólito. A solução combinada de hidróxido de potássio e hidróxido de lítio melhora o desempenho das baterias (por exemplo, vida útil do ciclo, eficiência energética, ampla faixa de temperatura operacional).
As diferentes concentrações padrão de eletrólito permitem que a bateria de NiFe seja operada dentro de uma faixa de temperatura de -4F a 140F, permitindo que a bateria seja capaz de suportar grandes flutuações de temperatura que existem em algumas regiões remotas.
As reações químicas no carregamento da bateria de armazenamento Edison são:
1. A oxidação de um óxido menor para um maior de níquel na placa positiva.
2. A redução de óxido ferroso para ferro metálico na placa negativa. A oxidação e redução são realizadas pelo oxigênio e hidrogênio liberados nos respectivos pólos pela decomposição eletrolítica da água durante a carga. A carga da placa positiva é, portanto, simplesmente um processo de aumento da proporção de oxigênio para Níquel.
Carga
A ação que ocorre em uma célula Edison tanto na carga quanto na descarga é uma transferência de oxigênio de um eletrodo para o outro ou de um grupo de placas para o outro. A isto chama-se uma equação de carga de oxigénio. Em uma célula carregada, o material ativo da placa positiva é superoxidado (Níquel III, óxido-hidróxido) e o das placas negativas FE(OH2) está em estado esponjoso ou desoxidado.
A taxa de carga da bateria de níquel-ferro pode ser tão alta quanto C/5. Esta é a capacidade da bateria X5, em amperes-hora. Para uma bateria de 500 Ah, a taxa de C/1 é de 500/5 ou 100 Amps por hora de corrente de carga. Você pode carregar a bateria usando qualquer MPPT ou a maioria dos controladores de carga PWM e atingir uma tensão de carga específica.
A bateria de ferro níquel é capaz de suportar uma carga de reforço e estas cargas de alta taxa de curta duração podem ser dadas desde que a temperatura do eletrólito não exceda 115 graus F. Estas cargas curtas são muito eficientes e não causam lesões. Tarifas até três vezes normais podem ser empregadas por períodos de 30 minutos e isto normalmente é feito com um gerador. Normalmente a bateria é carregada a 1,65 volts por célula. Com uma bateria nominal de 12 volts, normalmente usamos 10 células X 1,2 volts. Ao carregar, esta bateria de 12 volts deve atingir uma voltagem de 16,5 volts.
Ao trabalhar com inversores específicos, uma célula a menos em série pode ser usada. Isto permite alcançar as maiores tensões por célula sem ultrapassar os limites do inversor. Considerando que as baterias de NiFe funcionam até 118% da capacidade nominal, a perda nominal de uma única célula não afecta a capacidade total.
Estas células gostam de ser trabalhadas. Carregue-as e empurre as suas baterias com força com uma carga pesada. Você verá que a bateria terá um melhor desempenho com uso pesado do que se a deixar ficar em estado flutuante.
Descarga
Na descarga das placas positivas de desoxidação e o oxigênio com sua afinidade natural com o ferro, vai para as placas negativas, oxidando-as. É permitido descarregar continuamente até 25% acima do normal. Isto seria em C4. Ocasionalmente e por períodos curtos, podem ser atingidas taxas até 6 vezes acima do normal. Normal seria C/1.
Cuidado e Manutenção
As baterias de ferro de níquel têm desbotamento da calandra e perderão energia quando não forem usadas. As baterias de chumbo ácido também têm desbotamento da calandra; no entanto as baterias de chumbo ácido não recuperam se a voltagem ficar muito baixa com demasiada frequência. O ferro de níquel recupera totalmente de uma baixa profundidade de descarga e as baterias funcionam bem quando usadas diariamente. As baterias requerem rega com água destilada de vez em quando.
Envio
Estas baterias têm de ser enviadas como Hazmat item com o electrólito instalado.
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Nickel Iron Battery Industrial Series Specs
Updated Nickel Iron Battery Warranty