铅酸电池与锂电池：哪种最适合太阳能？

铅酸电池与锂电池比较

铅酸电池的前期成本较低，但使用寿命较短，需要定期维护才能保持正常运行。锂电池的前期价格要贵得多，但它们免维护，并且使用寿命更长，与其更高的价格相匹配。 

具体来说，我们将研究铅酸电池与锂离子电池——用于太阳能的两种主要电池类型。总结如下：

铅酸是一种经过验证的技术，成本较低，但需要定期维护，而且使用寿命不长。

锂电池是一种优质电池技术，具有更长的使用寿命和更高的效率，但您需要为性能的提升付出更多的钱。

让我们更详细地讨论每个选项的优缺点，并解释为什么您可能会为您的系统选择一个而不是另一个。

铅酸与锂太阳能电池：基础知识

当您建造太阳能系统时，您有三种主要的电池选择：

富液铅酸 (FLA)

FLA 电池的显着特点是极板浸没在水中。必须定期检查并每 1-3 个月重新填充一次，以保持其正常工作。

落后的维护会缩短电池的寿命并使保修失效。FLA 电池还需要安装在通风外壳中，以便电池气体逸出。

密封铅酸 (SLA)

SLA 电池有两种类型：AGM（吸收性玻璃垫）和凝胶，它们具有许多相似的特性。它们几乎不需要维护，并且防溢。

AGM 与凝胶电池的主要区别在于凝胶电池的充电速率和输出往往较低。凝胶电池通常无法处理那么多的充电电流，这意味着它们需要更长的充电时间并且输出的功率更少。

锂

适用于太阳能应用的最佳锂电池化学物质是磷酸铁锂，简称为LiFePO4 或 LFP 电池。这项新技术的使用寿命更长，并且可以经历更深的循环。与铅酸电池不同，它们也不需要维护或通风。

锂电池的前期成本较高，但更高的效率意味着在电池的使用寿命内，每千瓦时容量的成本可能会减少。

铅酸电池和锂电池的 5 个主要区别

1、循环寿命

当您将电池放电（用它为您的设备供电）时，然后使用面板对其进行充电，这称为一个充电周期。我们衡量电池的使用寿命不是以年为单位，而是以它们在失效前可以循环多少次为单位。

可以把它想象成汽车的行​​驶里程。当您评估二手车的状况时，行驶里程比生产年份更重要。

电池及其循环次数也是如此。度假屋的密封铅酸电池在 4 年内可能会经历 100 次循环，而在全日制住宅中，同一电池可能在一年内经历 300 多次循环。经过 100 次循环的状态要好得多。

循环寿命也是放电深度（电池充电前使用的容量）的函数。更深的放电会给电池带来更大的压力，从而缩短其循环寿命。

2. 放电深度

放电深度是指电池再充电之前使用了多少总容量。例如，如果您使用了电池容量的四分之一，则放电深度将为 25%。

使用电池时，电池不会完全放电。相反，它们有一个建议的放电深度：在重新填充之前可以使用多少。

铅酸电池只能运行至 50% 的放电深度。超过这一点，您就有可能对它们的寿命产生负面影响。

相比之下，锂电池可以处理80%或更多的深度放电。这本质上意味着它们具有更高的可用容量。

3. 效率

锂电池效率更高。这意味着您可以存储和使用更多的太阳能。

例如，铅酸电池的效率仅为 80-85%，具体取决于型号和状况。这意味着，如果有 1,000 瓦的太阳能进入电池，那么在充电和放电过程后只有 800-850 瓦可用。

锂电池的效率超过95%。在同一示例中，您将拥有超过 950 瓦的可用功率。

更高的效率意味着您的电池充电速度更快。根据系统的配置，这也可能意味着您购买更少的太阳能电池板、更少的电池容量和更小的备用发电机。

4. 收费标准

效率越高，锂电池的充电速度就越快。它们可以处理来自充电器的更高电流，这意味着它们的充电速度比铅酸电池快得多。

我们将充电率表示为分数，例如 C/5，其中 C = 电池容量（以安培小时 (Ah) 为单位）。因此，430 Ah 电池以 C/5 的速率充电将获得 86 充电安培 (430/5)。

铅酸电池可处理的充电电流有限，主要是因为如果充电太快，它们会过热。此外，当您接近满容量时，充电速度会明显变慢。

铅酸电池在批量充电阶段可以充电大约 C/5（高达 85% 的容量）。之后，电池充电器会自动减慢速度以给电池充满电。这意味着铅酸电池的充电时间更长，在某些情况下是锂电池充电时间的两倍以上。

5. 能量密度

上述比较中的铅酸电池均重约 125 磅。锂电池重 192 磅。

大多数安装者可以承受额外的重量，但 DIY 者可能会发现锂电池的安装更具挑战性。寻求一些帮助将它们抬起并移动到位是明智的做法。

但这需要权衡：锂电池的能量密度比铅酸电池高得多，这意味着它们可以在更小的空间内容纳更多的存储容量。

正如您在示例中看到的，需要两个锂电池才能为 5.13 kW 系统供电，但需要 8 个铅酸电池才能完成相同的工作。当考虑到整个电池组的大小时，锂的重量不到一半。

如果您需要对如何安装电池组发挥创意，这可能是一个真正的好处。如果您将外壳挂在墙上或藏在壁橱中，提高的能量密度可以帮助您的锂电池组适应更狭窄的空间。

锂与铅酸：您应该选择哪一个？

锂电池和铅酸电池在整个使用寿命内的价格相当，但锂电池的前期投资要大得多。除非您每天都使用您的系统，否则我们不会推荐它。

以下是我们为各种应用推荐的电池类型：

全职离网住宅

淹没式铅酸或锂。

如果您全职依靠电网生活，那么您最好的选择是 FLA（如果您不介意定期维护）或适合频繁使用的优质锂电池。

离网小屋/度假屋

密封铅酸。

如果您拥有狩猎小屋或度假屋之类的东西，那么您一年只会去那里几次。这意味着您将无法跟上 FLA 电池所需的维护。

相反，在 SLA 上多花一点钱。它们是零维护的，所以即使闲置几个月也不会死掉。

电池备份系统

密封铅酸。

假设您正在构建一个带有备用电池的系统，以应对紧急断电。理想情况下，您每年只使用这些电池一次（如果您居住在电网不可靠的地区，则可以使用几次）。他们不会看到您投资锂的足够用途，而且您也不想对每年使用一次的 FLA 电池进行维护。

采用 SLA，它（再次）不需要维护。

远程工业用途

密封铅酸或锂。

这里的决策过程几乎相同。锂对于为大量使用的工业场所提供电力可能是值得的。如果您在远程前哨站为基本监控设备供电，SLA 将以更便宜的价格完成这项工作，而且您仍然不必担心维护访问。