방전 심도(DoD)와 배터리 수명

방전 심도란

방전 심도(DoD, depth of discharge)는 한 사이클에서 배터리 용량의 얼마를 쓰는지를 나타냅니다. 10 kWh 배터리가 재충전 전에 8 kWh를 공급했다면 방전은 80%였습니다.

얕은 방전이 더 오래 가는 이유

사이클마다 배터리는 닳고, 깊을수록 더 닳습니다. 배터리가 견디는 사이클 수는 방전 심도가 깊어질수록 크게 줄고, 납축전지에서 그 감소가 더 가파릅니다.

내 배터리의 수명 계산하기

종류, 사이클마다의 방전 심도, 공칭 용량을 고르세요. 계산기가 표를 보간해 사이클 수, 연수(하루 1사이클 기준), 배터리가 수명 동안 공급하는 총 전력량을 보여 줍니다.

사이클이 많다고 항상 에너지가 많은 것은 아니다

얕은 방전은 사이클 수를 늘리지만, 사이클마다 공급하는 전력량은 줄어듭니다. 중요한 것은 수명 동안 공급하는 총 전력량(용량 × DoD × 사이클 수)이며, 수명 중 용량 감소를 무시한 이상화된 추정입니다. 5 kWh 리튬 배터리의 경우:

여기서 쓰는 비교용 표에서는 수명 동안 가장 많은 에너지를 공급하는 구간이 50%~80%입니다. 방전심도를 100%까지 높이면 총 전력량이 줄어듭니다. 이 예시에서는 30%에 머물러도 계산상 누적 에너지가 줄어듭니다. 실제 선택은 필요한 예비량과 운전 조건에 따라서도 달라집니다.

용량 산정에 DoD 활용하기

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   하루 전력량 정하기

   가정에서 배터리로 하루 5 kWh가 필요하다고 합시다.

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   설계 DoD 고르기

   리튬을 80%로 쓰면 공칭 용량은 5 ÷ 0.8 = 6.25 kWh입니다. 50%라면 10 kWh가 됩니다.

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   수명 추정하기

   80%에서는 4,000 사이클입니다. 하루 1사이클이면 약 11년(하루 1사이클로 나눈 산술적 환산이며 시간 경과 열화는 반영하지 않음), 공급량은 이상화한 추정으로 20,000 kWh입니다.