Apa yang Dimaksud dengan Status Pengisian Daya untuk Baterai Tenaga Surya

Dalam sistem penyimpanan energi modern dan kendaraan listrik, State of Charge (SOC) baterai adalah parameter utama untuk mengevaluasi kinerja baterai dan energi yang tersedia.

Estimasi SOC yang akurat tidak hanya membantu mengoptimalkan strategi pengisian dan pengosongan daya, tetapi juga memastikan keamanan sistem, memperpanjang masa pakai baterai, dan meningkatkan manajemen energi. Artikel ini memperkenalkan definisi, metode penghitungan, algoritme estimasi umum, dan faktor yang memengaruhi SOC, beserta aplikasi praktisnya dalam penyimpanan energi fotovoltaik dan kendaraan listrik.

Apa itu SOC

SOC menunjukkan persentase energi yang tersimpan dalam baterai atau sistem penyimpanan energi relatif terhadap kapasitas penuhnya. Dalam baterai, SOC mengacu pada rasio antara sisa daya saat ini dan kapasitas yang terisi penuh, biasanya dinyatakan sebagai persentase.

Parameter ini membantu pengguna memahami kapasitas baterai yang tersisa dan merencanakan jadwal pengisian dan pengosongan. Parameter ini juga merupakan masukan penting untuk Sistem Manajemen Baterai (BMS) dalam kontrol pengisian daya, optimalisasi energi, dan perlindungan keselamatan-yang berfungsi sebagai indikator utama kinerja sistem secara keseluruhan dan ketersediaan energi.

Status biaya aset energi yang berbeda

Baterai

Dalam sistem baterai surya, SOC digunakan untuk memantau energi yang tersisa secara real time, membantu pengguna merencanakan penggunaan energi dan jadwal pengisian daya secara efisien untuk memaksimalkan pemanfaatan energi.

Kendaraan listrik (EV)

Pada kendaraan listrik, SOC merupakan parameter inti dari Sistem Manajemen Baterai (BMS), yang secara langsung mencerminkan jarak tempuh kendaraan yang tersisa. SOC memberikan informasi penting untuk pengambilan keputusan mengemudi dan memainkan peran penting dalam memastikan keamanan dan umur baterai.

Baik dalam sistem penyimpanan energi surya atau kendaraan listrik, mempertahankan SOC antara 20% dan 80% dianggap optimal dan secara signifikan dapat meningkatkan masa pakai baterai.

Cara Menghitung SOC

Status pengisian daya baterai dapat direpresentasikan sebagai persentase kapasitas yang tersisa relatif terhadap kapasitas maksimumnya.

Rumusnya adalah sebagai berikut:
SOC = Sisa Kapasitas / Total Kapasitas × 100

Contoh:

Kapasitas penyimpanan total dari LF51200-02 dari GODE Paket Baterai LiFePO₄ adalah 10kWh. Jika 3kWh telah digunakan, maka: （
7kWh/10kWh）x 100 = 70% SoC.

Deskripsi Parameter:

• Q₀ (mAh): Kapasitas Awal
• Q (mAh): Kapasitas pengisian atau pengosongan daya
• Qmax (mAh): Kapasitas maksimum baterai yang dapat disimpan

Cara Mengukur Status Pengisian Daya pada Baterai Tenaga Surya

Dalam Sistem Manajemen Baterai (BMS), SOC tidak dapat diukur secara langsung dan biasanya diperkirakan dengan menggunakan model berikut:

1. Penghitungan Coulomb

Metode Penghitungan Coulomb melacak arus pengisian dan pengosongan dari waktu ke waktu (integrasi arus). Metode ini menawarkan daya tanggap dan kesederhanaan yang tinggi, namun memiliki kesalahan kumulatif dalam jangka waktu yang lama dan sangat bergantung pada SOC awal yang akurat dan koreksi efisiensi.

2. Metode Tegangan Rangkaian Terbuka

Metode Open Circuit Voltage mengukur tegangan terminal dalam kondisi diam atau kondisi arus rendah dan memetakannya ke SOC menggunakan kurva OCV-SOC yang telah dikalibrasi sebelumnya. Metode ini intuitif dan akurat dalam kondisi kondisi tunak, tetapi memerlukan waktu istirahat untuk menghindari kesalahan yang disebabkan oleh polarisasi.

3. Estimasi Berbasis Model

Metode Estimasi Berbasis Model menggunakan model sirkuit fisik atau ekuivalen bersama dengan data observasi untuk memperkirakan atau memprediksi SOC. Metode ini mencerminkan perilaku elektrokimia yang dinamis dan mempertahankan akurasi yang tinggi dalam berbagai kondisi, tetapi membutuhkan pemodelan yang tepat, identifikasi parameter, dan kapasitas komputasi yang lebih tinggi.

4. Algoritma Hibrida

Algoritme Hibrida menggabungkan pelacakan waktu nyata dari Penghitungan Coulomb, koreksi dinamis Estimasi Berbasis Model, dan kalibrasi statis metode OCV. Algoritme ini menyeimbangkan kinerja waktu nyata dan akurasi jangka panjang serta diadopsi secara luas dalam aplikasi BMS industri.

Semua baterai penyimpanan energi GODE memiliki layar LCD, lampu indikator, atau aplikasi seluler untuk pemantauan SOC dan parameter lainnya secara real-time-tidak perlu perhitungan manual.

Indikator ini membantu pengguna menilai energi yang tersedia dan kinerja sistem secara keseluruhan.

Faktor Utama yang Mempengaruhi SOC

Tingkat pengisian dan pengosongan daya

The C-rate secara signifikan mempengaruhi SOC. Arus pengisian yang lebih tinggi meningkatkan SOC lebih cepat, sementara arus pengosongan yang lebih tinggi mengurangi SOC lebih cepat. C-rate yang berlebihan dapat mengganggu akurasi SOC dalam perhitungan BMS.

Tegangan pengisian daya

Tegangan pengisian daya menentukan SOC maksimum yang dapat dicapai. Tegangan yang lebih tinggi memungkinkan pengisian daya yang lebih cepat tetapi mempercepat penuaan dan meningkatkan risiko keselamatan, sementara tegangan yang terlalu rendah menyebabkan pengisian daya yang tidak mencukupi dan SOC yang terlalu rendah.

Kedalaman Pembuangan

Lebih besar Kedalaman Pembuangan (DOD) menghasilkan penurunan SOC yang lebih besar. Pengosongan yang dalam mempercepat degradasi kapasitas dan menyebabkan perilaku SOC yang tidak linier. Disarankan untuk mempertahankan DOD dalam 20%-80% untuk memperpanjang masa pakai baterai secara signifikan.

Pelepasan Sendiri

Bahkan saat tidak digunakan, reaksi kimia internal menyebabkan baterai kehilangan daya secara bertahap. Tingkat pengosongan daya sendiri yang lebih tinggi menyebabkan kerusakan SOC yang lebih cepat, terutama pada suhu tinggi atau periode penyimpanan yang lama.

Suhu

Suhu secara langsung berdampak pada laju reaksi kimia dan ketahanan internal. Suhu tinggi mempercepat reaksi dan fluktuasi SOC tetapi meningkatkan penuaan, sedangkan suhu rendah mengurangi aktivitas dan kapasitas, memperlambat perubahan SOC dan meningkatkan kesalahan estimasi.

Kelembaban

Kelembaban sekitar secara tidak langsung memengaruhi SOC dengan mempengaruhi pendinginan dan isolasi. Kelembapan yang tinggi dapat menyebabkan oksidasi terminal atau degradasi insulasi, yang menyebabkan kebocoran mikro dan penurunan SOC yang lambat, sedangkan kelembapan rendah mendukung kinerja listrik yang stabil.

Jenis Baterai

Bahan kimia yang berbeda (misalnya, LiFePO₄, NCM, LFP, timbal-asam) menunjukkan kurva kapasitas-tegangan yang berbeda. LiFePO₄ memiliki dataran tegangan yang datar, sehingga membuat estimasi SOC menjadi sulit, sedangkan NCM menunjukkan sensitivitas tegangan yang lebih tinggi, sehingga menyederhanakan estimasi berbasis tegangan.

MAKANAN PENDAMPING ASI (MPASI)

Ketepatan algoritma BMS secara langsung menentukan keandalan SOC. Jika suhu, penurunan kapasitas, dan kompensasi tegangan dinamis tidak diperhitungkan dengan benar, hasil SOC akan menyimpang dari kenyataan. Algoritme tingkat lanjut memberikan koreksi waktu nyata untuk estimasi SOC yang stabil dan akurat.

Kesimpulan

SOC adalah parameter penting dalam penyimpanan energi dan sistem kendaraan listrik. Melalui estimasi ilmiah dan algoritme presisi tinggi, dimungkinkan untuk meningkatkan efisiensi, memastikan keamanan, dan memperpanjang masa pakai baterai. GODE terus mendorong transisi menuju masa depan energi yang lebih hijau dan lebih cerdas melalui inovasi dalam penyimpanan energi dan teknologi BMS.