Töltöttségi állapot, mélykisütés és C-ráta: mit jelentenek a számok?

Röviden: az akkumulátor működését három alapfogalommal lehet leírni: a töltöttségi állapottal (SOC), a mélykisütéssel (DOD) és a töltési-kisütési sebességgel (C-ráta). Mindhárom a névleges kapacitáshoz viszonyít.

Töltöttségi állapot (SOC)

Napelemes rendszerben az akkumulátor feladata, hogy áramot adjon, amikor más termelő nem áll rendelkezésre, ezért folyamatos töltési és kisütési ciklusokat él át. Az akkumulátor töltöttségi állapota (BSOC vagy SOC) a jelenleg tárolt energia és a névleges kapacitás aránya. Példa a forrásból: egy 80%-os töltöttségű, 500 Ah kapacitású akkumulátorban 400 Ah energia van.

A SOC gyakori mérési módja, hogy megmérik az akkumulátor feszültségét, és összehasonlítják a teljesen feltöltött akkumulátor feszültségével. Mivel azonban a feszültség a hőmérséklettől is függ, ez a mérés csak hozzávetőleges képet ad.

Mélykisütés (DOD)

Sok akkumulátortípusban nem vehető ki a tárolt energia teljes egésze (az akkumulátor nem sütögethető ki teljesen) anélkül, hogy az komoly, gyakran helyrehozhatatlan károsodást ne okozna. A mélykisütés (Depth of Discharge, DOD) megmutatja, hogy az akkumulátorból a teljesítmény mekkora hányada vehető ki. Ha a gyártó például 25%-os DOD-t ad meg, a terhelés csak a kapacitás 25%-át használhatja.

A forrás szerint az akkumulátorokat szinte mind a kapacitásukkal adják meg, de a ténylegesen kivehető energia, különösen az ólomsavas akkumulátoroknál, jelentősen kevesebb a névlegesnél, mert a teljes kapacitás kivétele drámaian rövidítené az élettartamot. Példa: egy 500 Ah-s akkumulátor 20%-os DOD-del csak 500 Ah × 0,2 = 100 Ah-t adhat.

A gyártó a teljes DOD mellett általában napi DOD-t is megad, vagyis azt a legnagyobb energiamennyiséget, amelyet 24 órán belül ki lehet venni. Nagyobb rendszerekben, például távoli házaknál, az akkumulátortelepet eleve úgy méretezik, hogy a napi DOD ne jelentsen külön korlátot, kisebb rendszereknél viszont, ahol kevés napra elég a tároló, a napi DOD-t is ki kell számolni.

C-ráta: a töltés és kisütés sebessége

Az akkumulátor kapacitását gyakran a teljes kisütéshez szükséges idő függvényében adják meg, Cx jelöléssel, ahol x a teljes kisütés ideje órában. A C10 azt jelenti, hogy a megadott kapacitás 10 órás kisütésre vonatkozik. Ha a kisütési sebességet felezik (és a kisütési idő 20 órára nő), a kapacitás nagyobb lesz. A kisütési sebesség a kapacitás osztva az idővel, így a C/10 töltési sebesség 10 órás kisütésnek felel meg, ezt 0,1C-nek is írják.

A töltési-kisütési sebességet megadhatják közvetlenül árammal is (például 10 A), de gyakoribb, hogy a teljes kisütés idejével adják meg. A forrás példája: egy 500 Ah-s akkumulátor, amelyet elméletileg 20 óra alatt sütnek ki a lekapcsolási feszültségig, 500 Ah / 20 h = 25 A kisütési sebességgel dolgozik. Ha az akkumulátor 12 V-os, a terhelésnek leadott teljesítmény 25 A × 12 V = 300 W. A „csak elméletileg” azért áll, mert a legtöbb gyakorlati akkumulátort nem lehet károsodás vagy élettartam-csökkenés nélkül teljesen kisütni.

Az akkumulátortípusok eltérő igényei

Minden akkumulátortípusnak megvannak a maga megkötései a töltési és kisütési módra, és sok típus külön töltési módot vagy töltésvezérlőt igényel. A forrás példája: a nikkel-kadmium akkumulátort a töltés előtt majdnem teljesen ki kell sütni, az ólomsavasat viszont soha nem szabad teljesen kisütni. A töltés feszültsége és árama is más-más típusoknál, ezért az egyik típushoz tervezett töltő vagy töltésvezérlő általában nem használható másikhoz.

Mit érdemes megjegyezni?

A kapacitás és a mélykisütés együtt adja a ténylegesen használható energiát. A kapacitás mértékegységeiről az akkumulátor kapacitásáról szóló cikkben írtunk, az ólomsavas típus jellemzőiről az ólomsavas akkumulátorról szóló írásban olvashatsz. A napelemes rendszerek áttekintéséhez nézd meg a Mi az erkélynapelem, és hogyan működik? cikket.

Lásd még: A kisütés végfeszültségéről és a ciklus fogalmáról az akkumulátor kisütéséről szóló cikkben írunk (megnyitás).

Hogy mit szabad ma Magyarországon otthon kiépíteni és bejelenteni, azt a Szabályozás oldalon követjük.