Introduktion Batterilagring har blivit en central del av moderna solcellsinstallationer och är idag en av de mest dynamiska teknikområdena inom förnybar energi. För installatörer innebär detta inte bara nya affärsmöjligheter, utan också ett behov av att hålla sig uppdaterad om den senaste tekniken och de bästa arbetsmetoderna. Att förstå olika topologier och typer av batterilagringssystem är avgörande för att kunna dimensionera, installera och optimera lösningar som möter kundernas behov – både idag och i framtiden. I detta blogginlägg fördjupar vi oss i de vanligaste batterityperna, hur man räknar på kapacitet, skillnaden mellan lågvolts- och högvoltsbatterier, samt hur seriekoppling och parallellkoppling påverkar systemets prestanda och flexibilitet. Målet är att inspirera dig som installatör att ta nästa steg och leverera ännu smartare och mer hållbara energilösningar.  Hur räknar man ut kapaciteten på en batterimodul? Ah, V och antal celler Att förstå hur man räknar ut kapaciteten på en batterimodul är grundläggande för att kunna dimensionera rätt system. Kapaciteten anges vanligtvis i ampere-timmar (Ah) och spänning i volt (V). För att räkna ut den totala energin (Wh) multiplicerar du kapaciteten med spänningen:    E = V x Ah x N     Där E är Energin (Wh), V är spänningen i volt, Ah batteriets kapacitet (amperetimmar) och N antalet battericeller i serie.    Om vi tar ett räkneexempel med ex qapasity Arctic series som är på 53Ah och 32st celler så får man:  E= 3,2V x 53Ah x 32 = 5427,2Wh eller 5,4kWh.  Lågvolts vs. Högvoltsbatterier Lågvoltsbatterier Utomlands, framför allt i afrika, östeuropa och stora delar av asien är lågvoltsbatterier mycket påpulära. Dessa är typiskt 12, 24 eller 48 V och har länge varit standard i mindre system, tack vare sin enkelhet, robusthet och låga kostnad. De är ofta enklare att installera, kräver mindre avancerad elektronik och passar bra för mindre hushåll, fritidshus och off-grid-lösningar. Lågvoltsbatterier är också mer förlåtande när det gäller installation och underhåll, vilket gör dem till ett populärt val för många installatörer. En begränsning av lågvoltsbatterier är att de inte går att bygga ut till speciellt stora system pga att strömmen blir väldigt hög när spänningen är låg. Om vi tar ett batteri bestående av 4st batterimoduler där varje batterimodul levererar 50A blir totala strömmen 200A. Ett sådant bateri levererar fortfarande ”bara”  10kWh. Ett sådant batteri kräver rejäla kablar då strömstyrkan är mycket hög. Detta gör att förlusterna i kablaget blir högt och kablarna dyra. Högvoltsbatterier Högvoltsbatterier är ofta 200–800 V har blivit allt vanligare i större system och kommersiella applikationer. Fördelarna inkluderar högre effektivitet, lägre kabelkostnader och möjligheten att leverera mer effekt vid samma strömstyrka. Högre spänning innebär att mindre ström krävs för samma effekt, vilket minskar förluster och möjliggör tunnare kablar. Högvoltsbatterier kräver dock mer avancerad BMS (Battery Management System) och högre säkerhetskrav, vilket ställer större krav på både installatör och användare. För större installationer, där effektbehovet är högt och avstånden långa, är högvoltsbatterier ofta det mest kostnadseffektiva och framtidssäkra valet.    Om vi tar en titt på hur qapasity MAX är uppbyggd så ser man att denna batterimodul består av 16st seriekopplade 102Ah prismatiska celler (16S1P). Dessa är alla seriekopplade och spänningen i modulen når 16×3,2V= 51,2V  Figur 1. qapasity Max (16S1P) 102Ah-celler Serie- vs parallellkopplade batterier Hur du kopplar batterierna – i serie eller parallellt – har stor inverkan på systemets egenskaper och prestanda. Nedan ser du exempel på två batterisystem (baserat på 50Ah-celler i båda exemplen) där det ena har batterimoduelerna i seriekoppling och det andra i parallellkoppling. Exakt samma mängd kemiskt lagrad energi, men två helt olika sätt att bygga upp topologin. Figur 2. Seriekopplade batterisystem vs parallellkopplade batterisystem. Seriekoppling: När batterier kopplas i serie adderas spänningen, medan kapaciteten (Ah) förblir densamma. Exempel: Två 48 V-batterier i serie ger 96 V. Detta minskar strömmen för samma effekt, vilket minskar förluster och möjliggör tunnare kablar. Seriekoppling är särskilt fördelaktigt i högvoltsapplikationer, där högre spänning ger bättre effektivitet och enklare integration med vissa växelriktare.    Parallellkoppling: När batterier kopplas parallellt adderas kapaciteten (Ah), medan spänningen förblir densamma. Exempel: Två 48 V, 100 Ah-batterier parallellt ger 48 V, 200 Ah. Detta ger längre driftstid och större energilager, men kräver att batterierna är väl matchade för att undvika obalanser och förkortad livslängd. Parallellkoppling används ofta när man vill öka lagringskapaciteten utan att ändra systemspänningen.    Att välja rätt koppling beror på applikation, önskad spänning och kapacitetsbehov samt vilka växelriktare och laddsystem som används. I praktiken kombineras ofta serie- och parallellkoppling för att skapa system med både rätt spänning och tillräcklig kapacitet.   DC/DC-optimerade batterisystem Tittar man på svenska marknaden är seriekopplade HV-batterier (high voltage) en mycket mer vanlig företeelse än LV-batterierna. Det vi skall titta på i detta avsnittet är när man kombinerar de två teknologierna och har parallellkopplade LV-batterier men man tar upp spänningen på varje batterimodul till högspänning (ca 400V).     En spännande utveckling inom batterilagring är DC/DC-optimerade batterisystem, där varje batterimodul har en egen DC/DC-omvandlare. Denna har till uppgift att ta in spänningen och strömmen från batteriet och omvandla den till en högre spänning. Detta får till följd att man kan använda betydligt mindre kabelareor pga den högre spänningen.  Figur 3. DC/DC-optimerare styr ström och spänning på varje individuell batterimodul. Detta möjliggör individuell styrning och optimering av varje modul, vilket ger högre flexibilitet och bättre prestanda vid utbyggnad eller om någon modul presterar sämre än de andra. Fördelarna med DC-DC-optimerare är följande:    Möjlighet att bygga ut systemet med nya batterimoduler  Om en batterimodul slutar fungera så fungerar resten av systemet  Batterimodulerna kan individuellt stängas av och stänga av systemet på varje batterimoduls plus och minuspol.    Om man tittar på ett högspänt DC/DC-optimerat batterisystem så är det exakt samma typ av battericeller i ett sådant här system som om cellerna skulle vara seriekopplade. Genom att styra ström och spänning i varje batterimodul får man ökad kontroll av systemet.  Figur 4. Schematisk skiss över ett HV-batteri med DC/DC-optimerare. Med DC/DC-optimering kan systemet kontinuerligt balansera och optimera energiflödet mellan modulerna, vilket minskar risken för flaskhalsar och ökar den totala livslängden. Sådana system kan ofta kombinera olika batterityper och åldrar i samma installation, vilket förenklar både service och expansion. För installatörer innebär detta enklare felsökning, större möjligheter till anpassning och en framtidssäker lösning som kan växa med kundens behov. Det finns flera tillverkare med denna topologi och några av de mest namnkunniga på svenska marknaden är:  Huawei (S0 & S1)  SAJ  Sunwoda … Fortsätt läsa Inlägg 40 | Batteriskolan Del 2 | Framtidens batterisystem – effektivt, säkert och utbyggbart

Introduktion Solcellsbranschen genomgår en snabb utveckling där energilagring blir allt viktigare för att maximera nyttan av installerade solcellsanläggningar. För installatörer innebär detta nya möjligheter och nya tekniska utmaningar. I detta blogginlägg går vi igenom hur litiumjonbatterier (med fokus på LFP-celler) tillverkas, de olika celltyperna, deras för- och nackdelar, samt hur de används både i elbilar och stationära energilager. Vi avslutar med en översikt över Senergias batterisortiment och vilken cellteknik som används i respektive produkt.   Missa inte vår miniserie ”Lilla Batteriskolan” som går igenom allt om hur batterier för solcellsanläggningar fungerar. Har du inte läst de tidigare inläggen kan du göra det via följande länkar:    Inlägg 11 – Lilla batteriskolan del 1  Inlägg 11 – Lilla batteriskolan del 2 Hur tillverkas ett litiumjonbatteri (LFP-cell)? Litiumjärnfosfat (LFP) är en av de mest populära kemierna inom litiumjonbatterier, särskilt för stationära energilager tack vare dess säkerhet och långa livslängd. Tillverkningen av en LFP-cell sker i flera steg:    Råmaterial: De viktigaste kemiska materialen är litiumkarbonat, järnfosfat, grafit (för anoden), koppar- och aluminiumfolie samt elektrolyt (ofta en litiumsaltslösning i organisk lösning).  Elektrodtillverkning: Katodmaterialet (LFP) och anodmaterialet (grafit) blandas med bindemedel och lösningsmedel, appliceras på folie och torkas.  Cellmontering: Elektroderna staplas eller rullas ihop med separator, och cellen fylls med elektrolyt.  Förslutning: Cellen försluts (i pouch, cylindrisk eller prismatisk form) och genomgår så kallad ”formation”, där den laddas och urladdas kontrollerat för att aktivera kemin.  Kvalitetskontroll: Slutligen testas och sorteras cellerna innan de byggs in i batterimoduler och -system.  Genomgång av olika battericeller Battericeller finns i olika format, såsom prismatiska, cylindriska och pouch, eftersom olika tillämpningar och produkter har varierande krav på exempelvis utrymme, formfaktor, prestanda och tillverkningsprocess. Genom att erbjuda flera format kan batteritillverkare och produktutvecklare optimera batteriets egenskaper utifrån vad som är viktigast för just deras användningsområde. Det handlar om att skapa flexibilitet i design och funktion, så att batterier kan integreras på bästa sätt i allt från små elektroniska enheter till stora energilagringssystem och fordon. Olika format möjliggör därmed en bättre anpassning till tekniska, ekonomiska och praktiska behov inom olika branscher.    Nedan kommer de tre olika celltyperna listas och vilka olika för- och nackdelar de har baserat på deras fysiska utformning och format  Figur 1. Tre olika typer av battericeller. Prismatiska, cylindriska och pouch. Olika formfaktorer på battericeller, cylindriska, prismatiska och pouch-celler, spelar en avgörande roll för hur batteripack konstrueras och presterar i bilindustrin. Cylindriska celler, som länge varit standard inom elbilssegmentet, är robusta och enkla att tillverka, vilket möjliggör hög automatiseringsgrad. De staplas ofta tätt i moduler, vilket ger god mekanisk stabilitet men kan innebära utmaningar med värmeavledning, särskilt i större pack där cellerna ligger tätt intill varandra. Prismatiska celler, med sitt rektangulära format, kan packas mer effektivt och utnyttjar utrymmet bättre i fordonet. De har ofta inbyggda kylkanaler eller kylplattor, vilket förbättrar de termiska egenskaperna och gör det lättare att hantera både värme och kyla. Pouch-celler är flexibla i formen och kan anpassas för att fylla ut udda utrymmen i bilens chassi. De har låg vikt och hög energitäthet, men är mer känsliga för svällning och kräver därför noggrann mekanisk inramning och kylning. Valet av celltyp påverkar alltså inte bara energitäthet och kostnad, utan också hur effektivt värme kan ledas bort och hur batteriet presterar vid olika temperaturer – en kritisk faktor för både säkerhet och livslängd i elbilar.  Figur 2. Olika batterier formfaktor ger olika packningsmöjligheter med olika mekaniska och olika möjligheter till kylning och värmning. Ett batteri monteras genom att flera individuella celler först sätts samman till en modul. Cellerna kan vara cylindriska, prismatiska eller pouch-typer, och de kopplas ihop både elektriskt och mekaniskt i modulen. Flera moduler byggs sedan ihop till ett batteripack, som är den färdiga enheten som används i exempelvis elfordon eller energilagringssystem. I ett batteripack ingår, förutom celler och moduler, även komponenter som övervakningssystem (BMS), kylsystem och skyddande höljen. Dessa delar ser till att batteriet fungerar säkert och effektivt. Monteringen sker stegvis: celler → moduler → batteripack, där varje nivå bidrar till att bygga upp den totala kapaciteten och säkerheten i batteriet.  Figur 3. Battericeller monteras ihop till moduler som sätts ihop till pack (system).   Pouch-cellerPouch-celler har en flexibel, platt förpackning av aluminiumplastfilm. De är lätta och kan anpassas i storlek, vilket gör dem populära i applikationer där utrymme är en begränsning, t.ex. i elbilar och vissa stationära system. Med pouchceller får man generellt plats med fler celler per modul vilket får upp spänningen. I stationära system installeras pouch-cellerna i ”fack” vilket för att de håller sig mekaniskt stabila.    Cylindriska cellerCylindriska celler är de mest klassiska litiumjoncellerna, ofta i formatet 18650 eller 21700. De är robusta, enkla att tillverka i stora volymer och har god mekanisk stabilitet. De används ofta i elbilar och batteripack där kylning och moduluppbyggnad är viktigt.  Prismatiska cellerEn prismatisk battericell är en typ av litiumjoncell där de elektrokemiska materialen är inneslutna i ett hårt, rektangulärt metallhölje. Inuti cellen ligger anod, katod och separator i tunna lager som rullas eller staplas på varandra för att maximera ytan och därmed energitätheten. När batteriet laddas och laddas ur, rör sig litiumjoner mellan anoden och katoden genom elektrolyten, vilket genererar elektrisk ström. Prismatiska celler är populära eftersom deras form gör det enkelt att stapla och packa dem tätt i moduler och batteripack, vilket sparar utrymme och ger en stabil konstruktion. De är ofta utrustade med säkerhetsventiler och skydd mot överhettning. Prismatiska celler används vanligtvis i elfordon och stationära energilagringssystem tack vare sin höga energitäthet och flexibla design.  För- och nackdelar med olika celltyper och exempel från bilindustrin Bilindustrin och transportsektorn är en stor pådrivare på batterimarknaden i stort och de stora volymerna i världen tillverkas för transportsektorn. Elektrifieringen av transportsektorn driver på flera olika typer av teknologier och teknisk utveckling. Bland annat har många olika biltillverkare gjort olika satsningar på olika typer av celler, med olika för- och nackdelar som följd.   Celltyp Fördelar Nackdelar Exempel på elbilstillverkare Pouch Låg vikt Flexibel form Hög energitäthet Mindre mekaniskt robust Känslig för svällning Porsche Taycan Audi E-Tron Volvo XC40 Porsche Cayenne (nya) Cylindrisk Robust Enkel kylning Hög säkerhet Lägre energitäthet per volym Mer “död” volym Tesla Model S (tidigare) Model 3/Y (delvis) Prismatisk Hög energitäthet Enkel modulbyggnad Tyngre Dyrare att tillverka Tesla Model S, X, 3 & Y… Fortsätt läsa Inlägg 39 | Batteriskolan Del 1 | Förstå skillnaden mellan olika battericeller