Das Verständnis des Konzepts eines End-of-Life-Knies und wie es sich bei verschiedenen Batterietypen unterscheiden kann, half uns, eine Vereinbarung mit einem Anbieter auszuhandeln, um Batterien zu ersetzen, die bei einem australischen LNG-Projekt die Kapazitätsentladungs-Abnahmetests nicht bestanden hatten.
Obwohl sich das Folgende auf Blei-Säure-Batterien bezieht, ist es auch allgemein nützlich, wenn man darüber nachdenkt, warum oder wie viel Alterungsspanne anderen Batterietypen hinzugefügt wird; Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePo4) zum Beispiel, das am Ende der Lebensdauer eine andere „Knie“-Form haben kann.
Dennoch ist es immer noch gängige Praxis, Lithiumbatterien um den Faktor 1,25 (1 / 0,8) zu überdimensionieren, auch wenn sie möglicherweise ersetzt werden müssen, wenn sie 80 Prozent ihrer ursprünglichen Nennleistung erreichen Kapazität; Lithiumbatterien können eine viel langsamere Abbaurate aufweisen oder auch nicht. Lithiumbatterien wurden noch nicht lange genug in Notstromanwendungen verwendet, um die genaue Form ihrer Alterungskurve zu kennen.
In der Regel ist die Kapazität bei Langzeitentladungen einer belüfteten Blei-Säure-Batterie während des größten Teils ihrer Lebensdauer relativ stabil, beginnt jedoch in den letzten Stadien schnell abzunehmen, mit dem „Knie“ ihrer Lebensdauer-gegen-Kapazitäts-Kurve tritt bei etwa 80 Prozent der Nennkapazität auf. Diese Eigenschaft ist für Entladungen im Stundentakt oder länger gut dokumentiert.
Bei kurzzeitigen Entladungen mit hohen Raten von geschlossenen Blei-Säure-Batterien und allen Entladungen von VRLA-Batterien gibt es zu viele Variablen, um definitiv sagen zu können, wo das „Knie“ auftritt. Da eine Batterie mit einem bestimmten Widerstandsanstieg während einer Entladung mit hoher Rate einen größeren Spannungsabfall zeigt als während einer Entladung mit niedriger Rate, ist zu erwarten, dass ihre kurzzeitige Leistung erheblich unter 80 Prozent ihrer vorherigen Nennleistung fallen kann erreicht das 'Knie' bei dieser Geschwindigkeit.
Die meisten Batteriehersteller garantieren für ihre Batterien 80 Prozent der veröffentlichten Kapazitäten. Während einige Akkus mit einer Anfangskapazität von 100 Prozent geliefert werden können, werden andere mit einer Anfangskapazität von nur 90 Prozent geliefert, die im Laufe der Zeit 100 Prozent Kapazität erreichen kann oder auch nicht. Irgendwann beginnt die Batteriekapazität abzunehmen. Wenn der Benutzer nicht über umfassende Kenntnisse/Geschichte des verwendeten Batteriemodells verfügt und/oder regelmäßige Tests (IEEE Std 450-2002/IEEE Std I 188-2005) verwendet werden, wird der Benutzer den Zeitrahmen nicht kennen, in dem die Batterie nähert sich 80 Prozent Kapazität. Anstelle dieser Kenntnisse oder Tests sollte der Benutzer immer einen Alterungsfaktor von 1,25 berücksichtigen, um die Batteriealterung zu berücksichtigen.
Aus den oben genannten Gründen empfehlen IEEE Std 450-2002 und IEEE Std 1188-2005, dass eine Batterie ersetzt wird, wenn ihre tatsächliche Kapazität auf 80 Prozent ihrer Nennkapazität abfällt. Wie bereits erwähnt, sollte die Nennkapazität der Batterie mindestens 125 Prozent (1,25 Alterungsfaktor) der am Ende ihrer Lebensdauer erwarteten Last betragen, um sicherzustellen, dass die Batterie ihre Auslegungslasten während ihrer gesamten Lebensdauer erfüllen kann. Es gibt seltene Ausnahmen von dieser Regel. Zum Beispiel erwarten einige Hersteller für bestimmte Produkte (z. B. Plante), dass ihre Zellen über ihre gesamte Lebensdauer 1 00 Prozent der veröffentlichten Raten beibehalten, und daher könnte ein Alterungsfaktor von 1,00 vorliegen Gebraucht. Wenn ein Alterungsfaktor von 1,00 verwendet wird, sollte die Batterie ausgetauscht werden, wenn die Kapazität unter 1 00 Prozent sinkt.
Wie bereits erwähnt, können Batterien bei der Lieferung weniger als die Nennkapazität haben. Sofern nicht I 00 Prozent Kapazität bei Lieferung angegeben ist, sollte die Anfangskapazität jeder Zelle mindestens 90 Prozent der Nennkapazität betragen. Diese kann im Normalbetrieb nach mehreren Lade-Entlade-Zyklen oder nach mehreren Jahren Erhaltungsbetrieb auf die Nennkapazität ansteigen. Wenn der Konstrukteur wie empfohlen einen Alterungsfaktor von 1,25 angegeben hat, erfüllt die Batterie immer noch die Einschaltdauer, solange die Anfangskapazität über 80 Prozent der veröffentlichten Kapazität liegt. Während die Angabe von I 00 Prozent der Anfangskapazität dem Benutzer ein gewisses Maß an Vertrauen gibt, wird die Verwendung eines Alterungsfaktors von 1,00 nicht empfohlen.
