Thermal loss: waarom temperatuur invloed heeft op je thuisbatterij
Een thuisbatterij staat niet altijd onder ideale omstandigheden. In een onverwarmde garage, een schuur of buiten geplaatst krijgt een batterij te maken met temperatuurwisselingen. Die wisselingen hebben direct invloed op hoeveel energie er werkelijk beschikbaar is. Het verlies dat ontstaat door temperatuur die negatieve invloed heeft op de prestaties noemen we thermal loss.
Wat is thermal loss?
Thermal loss is het energieverlies dat ontstaat doordat een batterij bij extreme temperaturen minder efficiënt werkt. Zowel bij extreme kou als bij extreme hitte presteert een batterij minder goed dan onder ideale omstandigheden.
Je kent dit verschijnsel waarschijnlijk al van je mobiele telefoon. Op een koude winterdag gaat de batterij sneller leeg dan normaal. Op een hete zomerdag kan een telefoon zelfs automatisch uitschakelen om oververhitting te voorkomen. Bij thuisbatterijen speelt exact hetzelfde principe.
Wat gebeurt er bij lage temperaturen?
Bij lage temperaturen vertraagt de chemische reactie in de batterijcellen. Daardoor neemt de interne weerstand toe en kan de batterij minder snel energie leveren of opnemen. De effectieve capaciteit daalt en de round trip efficiency verslechtert.
Bij temperaturen onder nul kan dat verschil oplopen tot 20 tot 30 procent van de nominale capaciteit. Een batterij van 5 kWh levert bij vriestemperaturen dus mogelijk maar 3,5 tot 4 kWh aan bruikbare energie.
Lithium Iron Phosphate cellen presteren bij lage temperaturen beter dan veel andere lithium-ion chemieën. Ze behouden een groter deel van hun capaciteit bij kou en degraderen minder snel door temperatuurwisselingen. Meer over hoe batterijchemie het verschil maakt lees je in het artikel over LFP.
Wat gebeurt er bij hoge temperaturen?
Bij hoge temperaturen versnelt de chemische reactie in de cellen juist. Dat klinkt positief maar heeft een keerzijde. Hoge temperaturen versnellen ook de degradatie van de batterijcellen. Een batterij die structureel in de volle zon staat of in een slecht geventileerde ruimte verliest sneller capaciteit over de levensduur.
Moderne systemen hebben daarom een thermisch managementsysteem dat de temperatuur van de cellen bewaakt en regelt. Dat systeem verbruikt zelf ook energie, wat bijdraagt aan het totale thermal loss.
Waar moet je op letten bij de plaatsing?
De plaatsing van een thuisbatterij heeft direct invloed op thermal loss. Een batterij die binnenshuis staat op kamertemperatuur heeft nauwelijks last van temperatuurinvloeden. Een batterij in een onverwarmde garage of buiten heeft dat wel.
Voor plug-in thuisbatterijen geldt dat de meeste systemen zijn ontworpen voor gebruik binnenshuis of in een getempereerde ruimte. Wie de batterij buiten of in een koude garage wil plaatsen, doet er goed aan de specificaties te controleren op het werktemperatuurbereik. Meer over de werktemperatuur van thuisbatterijen lees je in het artikel over werktemperatuur.
Hoe verhoudt thermal loss zich tot andere verliezen?
Thermal loss is één van de drie factoren die de bruikbare capaciteit beïnvloeden. De andere twee zijn de depth of discharge en de round trip efficiency. Samen bepalen die drie factoren hoeveel energie je per dag werkelijk uit een thuisbatterij haalt.
Meer over hoe die factoren samenhangen lees je in het artikel over bruikbare capaciteit.