Erfaringer med LiFePO4 batterier

Er der nogen af jer, der har erfaringer med de nye LiFePO4 batterier?

Jeg får flere og flere tilbud på disse batterier, men jeg har ingen erfaring med brugen af dem. Imidlertid vil det måske være en fordel at udstyre min remote station med LiFePO4 batterier frem for de nuværende bly GEL batterier, der er knap fire år gamle.

Min nuværende kapacitet er 270Ah@24 V - i store træk svarende til en energimænge på godt 6 kWh - men jeg vil gerne op på den dobbelte kapacitet, dvs. ca. 12 kWh, for jeg har masser af solenergi til rådighed, som jeg ikke kan bruge i den lyse årstid.

4 stk. 12 V LiFePO4 batterier hver på 300 Ah vil koste mig ca. 14.000 kroner. Dertil skal lægges prisen for en ny MPPT regulator og 230 V AC/24 V ladeensretter.

Men om prisen er ok for fabriksnye LiFePO4 batterier, om leverandøren er pålidelig (europæisk) og om der er garanti, ved jeg ikke.

Svar til #1:

Hvis du skal få LiFePO4 batteriernes fulde levetid/fulde antal ladecykler skal du anvende et BMS (batteristyresystem). Den enkelte celle spænding bør ikke komme under 3,0V. Hvis firkantede/lommeceller anvendes skal de trykkes/presses noget fra siderne. Hvis det ikke gøres vil de med tiden bule ud og miste levetid grundet deformationen.

LiFePO4 hedder også LFP og LiFe akkumulatorer.

(LiFePO4 batterierne kan godt tåle at blive behandlet hårdt (overafladning, overopladning, omvendt polarisering) uden at gå i brand - men det koster på levetiden.)

.

Tidligere fandtes A123Systems som lavede LiFePO4-celler. A123Systems fik investering af Wanxiang Group men gik alligevel konkurs. I 2014 opkøbes A123Systems af NEC. ( https://www.nec.com/en/press/201403/global_20140 324_01.html )

Hvorfor skriver jeg det? Det gør jeg fordi A123Systems/NECs M1-celle burde kunne holde i 15 år+ fordi cellerne er svejset til, hvilket gør at vandet bliver i cellen. Jo mere vand der fordamper fra en celle, jo højere intern modstand. Men hvis overtrykventilen bare een gang aktiveres vil cellen være mere utæt og vandet vil hurtigere fordampe. Så selvom LiFePO4-celler kan overoplades så overtrykventilen aktiveres, vil det i sidste ende koste væsentlig levetid.

Test af A123Systems/NEC M1-celler:

A123Systems M1-celle test fra ca. 2012:
https://web.archive.org/web/20120301190507/http: //www.rc-netbutik.dk/getdoc.asp?id=100&m d5hash=9810C237586CF6B4325753101E37DAE1
Citat: "...Curent test projecting excellent calendar life: 17% impedance growth and 23% capacity loss in 15 [fifteen!] years at 100% SOC, 60 deg. C..."

A123Systems/NEC M1-celler ser dyre ud, men regner man med at de kan tåle 2000-8000 fulde ladecykler så er de faktisk billigt.
https://da.wikipedia.org/wiki/Lithium-jern-fosfa t-akkumulator

https://www.google.com/search?q=NEC+(LiFePO4+OR+ LFP+OR+LiFe)

Nail penetration testing A123/NEC Li-ion [ en af de bedste LiFePO4-batterier ! ]:
http://www.youtube.com/watch?v=rb_J2QQ0k-4

Link død:
http://www.a123systems.com/technology/life
Citat: "...At low rates our ANR26650M1 cells can deliver thousands of cycles at 100% Depth-of-Discharge (DOD), a feat unmatched by most commercial lithium ion cells. Even when cycled at 10C discharge rates, our cells deliver in excess of 1,000 full depth-of-discharge cycles..."

Link død:
http://www.a123systems.com/products
Tryk på "Thousands of Low Rate Cycles":
26650-M1-cellen er pt. nået til ca. 7.300 100% Depth-of-Discharge (DOD)! Men er dog faldet til 80% af sin startkapacitet.

Dvs. den har været i drift 2*7.300 = 14.600 timer.

Godkendt til svævefly - indeholder BMS 12V 5Ah. Anvender M1B-celler:
NEC ALM12V7s LiFePO4 battery:
https://www.aeroakku.com/LiFePO4-Batteries/-NEC- storage-batteries/NEC-ALM-12V7s::2434.ht ml
backup:
https://web.archive.org/web/20220528125522/https ://www.aeroakku.com/LiFePO4-Batteries/-N EC-storage-batteries/NEC-ALM-12V7s::2434 .html
Citat: “…
Operating Temperature: -40 to +60°C
Recommended Storage Temperature: -40 to +35°C
Transportation Temerature: -40 to +80°C
…
SAFETY AND COMPLIANCE

- IEC62133; UL 1973
- REACH, RoHS and Battery Directive (2006/66/EC)
- Meets FCC 47CFR 15 Class B, IEC61000-6-1,-2, -3, -4, ICES-003
- UN Manual of Tests and Criteria Part III subsection 38.3

Suitable for turbo drives or turbines in gliding!
…
Product no.: 11100 Print product data sheet NEC ALM 12V7s
…”

Mere end 10.000 70% cykler - se kurve. Ved een fuld cykel per døgn er levetiden 20 år+ - se kurve:

ALM 12V7s:
https://th.nec.com/en_TH/download/brochure/alm/N EC_ALM_Battery_12V7s_datasheet.pdf

.

LiFePO4-celler skal trykkes/presses noget på langsiderne - ellers mistes levetid ifølge dette site. Jeg blev gjort opmærksom på fænomenet af Harry OZ1AFO SK; han kendte folk som producerede LiFePO4-akkumulator blokke:

LiFePO4 Compression:
https://www.lithiumstoragebattery.com/resources/ lifepo4-compression.html
backup:
https://web.archive.org/web/20240303143631/https ://www.lithiumstoragebattery.com/resourc es/lifepo4-compression.html
Citat: "...Lack of compression leads to damage of the cells, as indicated by swelling and premature battery failure..."

Helst ikke under 3V per celle:

Ultimate Guide to LiFePO4 Voltage Chart (se ved: "2. How to increase the LiFePO4 battery lifespan?"):
https://au.jackery.com/blogs/knowledge/ultimate- guide-to-lifepo4-voltage-chart#e-1699512 486586
backup:
https://web.archive.org/web/20250512090648/https ://au.jackery.com/blogs/knowledge/ultima te-guide-to-lifepo4-voltage-chart#e-1699 512486586

Udover A123Systems/NEC er det svært at anbefale nogen mærker.

Kig på hvad Ellert ejere anvender - dette er dog en kommerciel side:

https://www.greendrive.dk/om_ce
Citat: "...
For mit eget vedkommende har jeg i sommeren 2012 kørt med LiFePo4-celler i tre år og kan ikke måle nogen nedgang i deres kapacitet endnu efter omkring 25.000 kilometers [25.000 km/60 (km/cykel) ca.= 417 cykler?] kørsel.

Opdatering marts 2017: Efter årets ellerttræf vil jeg vurdere min egen batteripakkes kapacitet efter omkring 40.000 kilometer [40.000 km/60 (km/cykel) ca.= 667 cykler?] og lidt over otte år til, stadig at ligge på 50-70 kilometer om sommeren (vi kørte i ét stræk fra Korsør centrum over Storebæltsbroen ind til Odense Zoo), men lavere om vinteren. Cellerne bliver "blødere" [højere indre modstand!] med alderen, sådan at forstå at deres spænding, og dermed trækkraften og accelerationen, falder ved højere temperaturer. Hvor man de første par år kunne mærke en tydelig forskel ved temperaturer under cirka 8 grader, er grænsen i dag nærmere 25 grader. Batterivarme anbefales, ligesom det er en fordel at lade op lige inden man skal køre.

Det skal nok tilføjes at mine egne celler ikke har været behandlet optimalt (ingen batterivarme ved ladning om vinteren de fleste år af cellernes levetid, ikke særlig godt isoleret pakke, højere ladeslutspænding end det anbefales for nye celler i dag, og en gearing til 70 km/t) - jeg har set flere andre med bedre erfaringer end mine, fordi de har behandlet cellerne bedre. Men stadigvæk: Et sæt celler til 15.000 kroner der har holdt 40.000 kilometer og stadig har masser af brugbar kapacitet, kan kun betegnes som en god investering. Siden mine celler blev produceret har batteriproducenten ændret anbefalingerne til maksimal spænding lidt nedad, men til gengæld er levetidsforventningen til cellerne øget yderligere.
...
15 * ThunderSky LFP-90 90 A
..."

-

Leverandøruafhængig test:

September 2008, Fænomenal positivt afslørende Sandia-test:
https://web.archive.org/web/20160306082717/http: //www.lifebatt.com/sandiareport.pdf
Citat: "...
Test results have indicated that the LiFeBatt battery technology can function up to a 10C discharge rate with minimal energy loss compared to the 1 h discharged rate (1C).
...
The majority of the capacity loss occurred during the initial [!] 2,000 cycles, so it is projected that the LiFeBatt should PSOC cycle well beyond 8,394 cycles with less than 20% capacity loss.
..."
Citat: "...
[Se graf pdf-side 23]
[ Aflæst: 48% kapacitet tilgængelig ved -30°C. ]
[ Aflæst: 65% kapacitet tilgængelig ved -20°C. ]
[ Aflæst: 74% kapacitet tilgængelig ved 0°C. ]
..."


Forskning:


12. mar 2009, Gennembrud i batteriforskning giver lynopladning på få sekunder:
https://ing.dk/96999
Citat: "...
Derfor valgte de at arbejde videre på en anden type, nemlig lithium-jern-fosfat blandingen, som har langt bedre termiske egenskaber og derfor kan belastes hårdt. Desuden er den billigere og mere miljøvenlig.
...
Dermed bliver lithium-jern-fosfat batterier med ét slag en brugbar teknologi til elbiler.

Det bedste er, at de materialer, der er i brug, er de samme, som industrien bruger på lithium-jern-fosfat bat
..."

Svar til #1:

Der er et par gode Facebook grupper du kan læse i - hvis du ikke allerede kender dem. - DK Powerwall og Strømitag.

Tænk i retning af at bruge individuelle celler på 320 Amperetimer - sådan i den størrelsesorden.

Den hollandske webshop Nkon.nl kan formentlig levere.

En celles arbejdsspænding er omkring 3,2 volt og de holder til utroligt mange op- og afladninger hvis man ikke kører dem helt ud i tovene og holder en passende temperatur på dem (ingen frost)

Til 24 volt skal du bruge 8 celler i serie - og du kan drive 24v udstyr direkte - men hvorfor ikke gå op til 48 volt der ser ud til at være standarden til powerinvertere.
Well det er jo ikke en hel husstand du skal trække.

Du skal selvfølgelig have Balancering og management system på de celler så de alle 8 holder den samme spænding.

Vy 73 de oz1etp/Lars

Svar til #1:

Advarsel: Nedenstående firmware, software og hardware kræver inspektion af en elektriker/elektronikingeniør/stærkstrømkyndig, da fx LiFePO4-akkumulatorer kan leverer store strømstyrker og dermed lysbuer ved fx kortslutning.

Open source og open hardware BMS og laderegulatorer - også til LiFePO4-akku. Fordelen er at man er ikke afhængig af en leverandør som måske ikke findes om fx 10 år - og man er ikke tvunget til at dele sine data med leverandøren. Ulempen er at den viste hardware "kun" er under udvikling:

https://libre.solar/
https://libre.solar/hardware/

Open Hardware for Renewable Energy:
https://libre.solar/hardware/cc-overview.html

Battery Management Systems:
https://libre.solar/hardware/bms-overview.html

CAN interface for Raspberry Pi (Zero W):
https://libre.solar/hardware/rpi-can.html

https://github.com/LibreSolar
This repository contains the firmware based on Zephyr RTOS for the different Libre Solar Battery Management Systems
https://github.com/LibreSolar/bms-firmware

-

Jeg kunne ikke se om denne understøtter LiFePO4:

BMSafe is a multi-chemistry open source battery management system (BMS) designed for safety critical systems like EVs:
http://code.google.com/p/bmsafe/
Citat: "...
Documentation is coming soon (in redaction).
Originally developed at the École Polytechnique de Montréal.
..."
https://github.com/HarshJain/bmsafe
svn checkout http://bmsafe.googlecode.com/svn/trunk/ bmsafe-read-only

Svar til #1:

Elnet pris arbitrage:

Fra kommentarer her:
https://ing.dk/artikel/ugens-debat-det-er-svaert -tjene-penge-paa-egen-stroem

Vurder selv:

Youtube: Home Battery Storage Now Makes Financial Sense // Even WITHOUT Solar Panels // Pay Back Calculations.
https://www.youtube.com/watch?v=oquw2DRLHN0

Det hedder elnet pris arbitrage.

Men kun hvis vekselretterstyringen/opladeren kan få prognose elpriserne og medtage dem i planlægning af opladningsperioder og afladningsperioder.

Hvilke vekselretterstyringer/opladere kan det?

Det vides ikke hvor godt "1komma5" kan lave elnet pris arbitrage:

Ved at få et intelligent energisystem til dit hjem, bidrager du til at bremse verdenstemperaturen fra at stige. Det skaber overskud for dig, samfundet og klimaet.
https://1komma5.dk/
https://1komma5.dk/batteribank
https://1komma5.dk/om-os
https://1komma5.dk/inverter/1komma5-inverter
https://1komma5.dk/heartbeat
"...
Med Heartbeat får du alt denne funktionalitet for kun 39/kr. om måneden.
..."
https://1komma5.dk/heartbeat/energy-trader
https://1komma5.dk/beregner


(jeg har ikke fundet nogen pt der har intelligent nok styring/automatisering)



Nogen prøver DIY:

2022-Jul-9, forums.whirlpool.net.au: New Install Batteries & Inverters - Grid Arbitrage:
https://forums.whirlpool.net.au/archive/91mxm476
Backup:
https://web.archive.org/web/20220808174958/https ://forums.whirlpool.net.au/archive/91mxm 476
Citat: "...
Still working on Solar forecasting.
Solcast is doing a good job forecasting with feedback. Most of mine have been pretty accurate. The purple dot is the forecast for that day, and the light green was the produced energy.
...
Doing manual peak shaving at the moment so our electricity bills have come right down already – now to get ready to sell into the spikes when they happen
..."

Det kan fx anvendes til elnet arbitrage:

DMI's Frie Data. Brug DMI's API:
https://www.dmi.dk/frie-data
Citat: "...
DMI giver i de kommende år nem og fri adgang til DMI’s data. Private og offentlige virksomheder kan fx anvende DMI’s data til en mere effektiv ressourceudnyttelse i eksempelvis landbruget, energi- og forsyningssektoren samt inden for logistik og transport.
...
DMI's Frie data udstilles igennem API'er.
..."
https://www.dmi.dk/friedata/guides-til-frie-data /sadan-bruges-frie-data
https://opendatadocs.dmi.govcloud.dk/DMIOpenData

Omtale: 221101, Gratis DMI-data skal styrke intelligent energistyring: »Behovet kan næsten ikke være større«.
Frigivelsen af prognosedata kan ifølge Energistyrelsen og DMI være med til at udbrede brugen af intelligent energistyring.
https://pro.ing.dk/gridtech/artikel/gratis-dmi-d ata-skal-styrke-intelligent-energistyrin g-behovet-kan-naesten-ikke

-

Energi-arbitrage og V2G - se også kommentarer:

3. aug 2022, Batterier til det amerikanske elnet er dette år tredoblet.
https://ing.dk/andre-skriver/batterier-amerikans ke-elnet-dette-aar-tredoblet-259343
Citat: "...
Eksempelvis bruger transmissionsselskabet California Independent System Operator mere end 80 procent af deres batteri-kapacitet til prisarbitrage. Derudover hjælper batterierne med at regulere elnetfrekvensen på 60 svingninger pr. sekund (Hz), skriver EIA.
..."


28. april 2022, Batterilagre bliver markant bedre forretning ved selv at købe og sælge strøm fra nettet.
Mange bygningsejere investerer i batterilagre til solcelleanlæg, men de dyre batteriers kapacitet udnyttes ikke optimalt. Ny løsning kan ifølge producent forbedre businesscasen markant.
https://pro.ing.dk/gridtech/artikel/batterilagre -bliver-markant-bedre-forretning-ved-sel v-koebe-og-saelge-stroem-fra
Citat: "...
Siden april 2021 har et flowbatteri opstillet i kælderen under Mårslet Skole lagret overskydende strøm fra skolen 1.200 m2 solcelleanlæg.
…"

-

University of California - San Diego. (2017, September 5). Engineers develop tools to share power from renewable energy sources during outages: The algorithms allow homes to draw on power from renewable energy sources while they're disconnected from the grid. ScienceDaily
https://www.sciencedaily.com/releases/2017/09/17 0905145546.htm
Citat: "...
How the algorithm works.
The innovation here is the algorithm's capability to prioritize distribution of power from renewable resources during an outage. The equations take into account forecasts for solar and wind power generation as well as how much energy storage is available, including electric vehicles, batteries and so on.
...
The algorithms work with existing technology but they require each home to be equipped with circuit breakers that can be remotely controlled -- and these devices are not yet widespread. Utilities also would have to install advanced communications methods that allow the power systems in a residential cluster to talk to one another.
..."

Se også efter V2G (vehicle-to-grid) og V2H (vehicle-to-home).

Svar til #1:

Kig evt. på dette site for sammenligningens skyld?:
https://mikma.dk/shop/invertere-og-batterier/bat terier/growatt-apx-hv-batteri-paa-5-kwh/
Citat: "...
Fremragende sikkerhed ved koboltfrit LiFePO4 -batteri (LFP)
..."

https://mikma.dk/wp-content/uploads/2023/09/APX_ HV_Battery_Datasheet_EN_202307.pdf

https://mikma.dk/wp-content/uploads/2024/03/APX- batterisystem-brugermanual-Dansk_waterma rk.pdf

https://mikma.dk/wp-content/uploads/2023/09/APX_ 5.030.0P-S2_Quick_Guide_EN_202308.pdf

-

Der er også off-grid vekselrettere:
https://mikma.dk/kategori/invertere-og-batterier /off-grid-hybrid-invertere/

Svar til #1:
Hej Jørgen.
Du må gerne ringe til mig - har selv lavet flere installationer med LiFePo4.
Min egen er på 45 kWh. Mange hilsner OZ7LM - Leif

Svar til #7:
Mange tak for henvisningen, Leif. Ser ud til, at det er en god løsning, som du anbefaler. Jeg går nu i gang med at undersøge løsningen nærmere.

Vy 73 de OZ8ZY Jørgen