Bu gün demək olar ki, hər kəsin cibində (smartfon, kameralı telefon, planşet) performans baxımından bir neçə ildir yeniləmədiyiniz ev iş masanızı üstələyə bilən telefon var. Sahib olduğunuz hər cihazda litium polimer batareyası var. İndi sual yaranır: hansı oxucu "zəng edənlərdən" çoxfunksiyalı cihazlara dönməz keçidin nə vaxt baş verdiyini dəqiq xatırlayacaq?
Çətindir... Yaddaşınızı gərginləşdirməli, ilk “ağıllı” telefonunuzu aldığınız ili xatırlamalısınız. Mənim üçün 2008-2010-cu illərdir. O vaxt adi bir telefon üçün litium batareyanın tutumu təxminən 700 mAh idisə, indi telefon batareyalarının tutumu 4 min mAh-a çatır.
Batareyanın həcminin təxminən 6 dəfə artmasına baxmayaraq, tutumun 2 dəfə artması.
Biz necəyik , UPS üçün litium-ion həlləri sürətlə bazarı fəth edir, bir sıra danılmaz üstünlüklərə malikdir və (xüsusilə server otağında).
Dostlar, bu gün biz dəmir-litium fosfat (LFP) və litium-manqan (LMO) batareyalarına əsaslanan həlləri başa düşməyə və müqayisə etməyə, onların üstünlüklərini və mənfi cəhətlərini öyrənməyə və bir sıra xüsusi göstəricilərə görə bir-biri ilə müqayisə etməyə çalışacağıq. Nəzərinizə çatdırım ki, hər iki növ akkumulyator litium-ion, litium-polimer akkumulyatorlara aiddir, lakin kimyəvi tərkibinə görə fərqlənir. Davamı ilə maraqlanırsınızsa, zəhmət olmasa, pişik altında.
Enerjinin saxlanmasında litium texnologiyalarının perspektivləri
2017-ci ildə Rusiya Federasiyasında mövcud vəziyyət belə idi.
Mənbədən istifadə edərək: "Rusiya Federasiyasında elektrik enerjisi saxlama sistemlərinin inkişafı konsepsiyası", Rusiya Federasiyasının Energetika Nazirliyi, 21 avqust 2017-ci il.
Gördüyünüz kimi, o dövrdə litium-ion texnologiyası sənaye istehsalı texnologiyasına (ilk növbədə LFP texnologiyasına) yaxınlaşmaqda lider idi.
Sonra ABŞ-dakı tendensiyalara baxaq, daha dəqiq desək, sənədin son versiyasını nəzərdən keçirək:
İstinad: ABBM elektrik enerjisi sənayesində aşağıdakılar üçün istifadə olunan fasiləsiz enerji təchizatı üçün enerji massivləridir:
- Bir yarımstansiyada (PS) 0,4 kV öz ehtiyacları üçün (SN) enerji təchizatında fasilələr olduqda xüsusilə vacib istehlakçılar üçün elektrik enerjisinin rezervasiyası.
- Alternativ mənbələr üçün "bufer" sürücüsü kimi.
- Elektrik enerjisinin istehsalı və ötürülməsi obyektlərini aradan qaldırmaq üçün pik istehlak zamanı enerji çatışmazlığının kompensasiyası.
- Gün ərzində enerjinin dəyəri aşağı olduqda (gecə) yığılması.
Gördüyümüz kimi, Li-Ion texnologiyaları, 2016-cı ildən etibarən, lider mövqeyini möhkəm saxladı və həm gücdə (MW), həm də enerjidə (MWh) sürətli çoxsaylı artım göstərdi.
Eyni sənəddə aşağıdakıları oxuya bilərik:
“Litium-ion texnologiyaları 80-cı ilin sonunda ABŞ-da ABBM sistemləri tərəfindən yaradılan əlavə güc və enerjinin 2016%-dən çoxunu təşkil edir. Litium-ion batareyaları yüksək səmərəli doldurma dövrünə malikdir və yığılmış gücü daha tez buraxır. Bundan əlavə, onların yüksək enerji sıxlığı (güc sıxlığı, müəllifin qeydi) və yüksək çıxış cərəyanları var ki, bu da onların portativ elektronika və elektrik avtomobilləri üçün akkumulyator kimi seçilməsinə səbəb olub”.
UPS üçün iki litium-ion batareya texnologiyasını müqayisə etməyə çalışaq
LMO və LFP kimyası əsasında qurulmuş prizmatik hüceyrələri müqayisə edəcəyik. Məhz bu iki texnologiya (LMO-NMC kimi varyasyonları ilə) hazırda müxtəlif elektrik nəqliyyat vasitələri və elektrik nəqliyyat vasitələri üçün əsas sənaye nümunələridir.
Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin akkumulyatorları ilə bağlı lirik şərhi buradan oxuya bilərsinizSoruşursunuz ki, elektrik nəqliyyatının bununla nə əlaqəsi var? İzah edim: Li-Ion texnologiyalarından istifadə edən elektrik nəqliyyat vasitələrinin aktiv yayılması prototiplər mərhələsini çoxdan ötüb. Və bildiyimiz kimi, bütün ən son texnologiyalar bizə həyatın bahalı, yeni sahələrindən gəlir. Məsələn, Formula 1-dən bizə çoxlu avtomobil texnologiyaları gəldi, kosmos sektorundan həyatımıza bir çox yeni texnologiyalar gəldi və s... Buna görə də, fikrimizcə, litium-ion texnologiyaları indi sənaye həllərinə nüfuz edir.
Əsas istehsalçılar, akkumulyatorlar kimyası və aktiv şəkildə elektrikli nəqliyyat vasitələri (hibridlər) istehsal edən avtomobil şirkətlərinin özləri arasında müqayisə cədvəlinə baxaq.
Biz UPS-də istifadə üçün forma faktoruna uyğun yalnız prizmatik hüceyrələri seçəcəyik. Gördüyünüz kimi, litium titanat (LTO-NMC) xüsusi yığılmış enerji baxımından autsayderdir. Sənaye məhlullarında, xüsusən də UPS batareyalarında istifadə üçün uyğun olan üç prizmatik element istehsalçısı qalır.
Sənəddən sitat gətirəcəyəm və tərcümə edəcəm “Elektrikli avtomobil akkumulyatorları üçün uzun ömürlü litium elektrodun həyat dövrünün qiymətləndirilməsi- LEAF, Tesla və VOLVO avtobusları üçün hüceyrə” (Orijinal “Elektrikli avtomobil akkumulyatorları üçün uzun ömürlü litium elektrodunun həyat dövrünün qiymətləndirilməsi- LEAF üçün hüceyrə” , Tesla və Volvo avtobusu" 11 dekabr 2017-ci il tarixli, Mats Zackrisson-dan. O, daha çox avtomobil akkumulyatorlarında baş verən kimyəvi prosesləri, vibrasiyaların və iqlim iş şəraitinin təsirini, ətraf mühitə zərərini araşdırır. Bununla belə, müqayisə ilə bağlı maraqlı bir ifadə var. iki litium-ion batareya texnologiyası.
Pulsuz tərcüməmdə belə görünür:
NMC texnologiyası metal anodlu akkumulyator hüceyrəsi olan LFP texnologiyasına nisbətən avtomobil kilometrinə düşən ətraf mühitə daha az təsir göstərir, lakin səhvləri azaltmaq və ya aradan qaldırmaq çətindir. Əsas fikir budur: NMC-nin daha yüksək enerji sıxlığı daha az çəki ilə nəticələnir və beləliklə, daha az enerji istehlakı.
1) Prizmatik hüceyrə LMO texnologiyası, istehsalçı , qiyməti 400 dollar.
LMO hüceyrəsinin görünüşü
2) Prizmatik hüceyrə LFP texnologiyası, istehsalçı , qiyməti 160 dollar.
LFP hüceyrəsinin görünüşü
3) Müqayisə üçün LFP texnologiyası əsasında hazırlanmış təyyarə ehtiyat batareyasını və sensasiyalı qalmaqalda iştirak edən eyni batareyanı əlavə edək. , istehsalçı True Blue Power.
TB44 batareyasının görünüşü
4) Obyektivlik üçün standart UPS batareyasını əlavə edək
Klassik UPS batareyasının görünüşü
Mənbə məlumatlarını cədvələ daxil edək.
Gördüyümüz kimi, həqiqətən, LMO hüceyrələri ən yüksək enerji səmərəliliyinə malikdir; klassik qurğuşun ən azı iki dəfə enerji qənaətlidir.
Hər kəsə aydındır ki, Li-Ion batareya sırası üçün BMS sistemi bu həllə çəki əlavə edəcək, yəni xüsusi enerjini təxminən 20 faiz azaldacaq (batareyaların xalis çəkisi ilə tam həll arasındakı fərq) BMS sistemlərini, modul qabığını, batareya şkafının nəzarətçisini nəzərə alaraq). Litium-ion batareyaları və qurğuşun-turşu akkumulyatorlarının akkumulyator massivi üçün keçidlərin, batareya açarının və batareya şkafının kütləsi şərti olaraq bərabər hesab edilir.
İndi hesablanmış parametrləri müqayisə etməyə çalışaq. Bu halda biz qurğuşun üçün boşalma dərinliyini 70%, Li-Ion üçün isə 90% qəbul edəcəyik.
Qeyd edək ki, bir təyyarə akkumulyatoru üçün aşağı xüsusi enerji batareyanın özünün (modul kimi qəbul edilə bilər) metal odadavamlı korpusa daxil olması, bağlayıcılara və aşağı temperatur şəraitində işləmək üçün istilik sisteminə malik olması ilə əlaqədardır. Müqayisə üçün, TB44 batareyasındakı bir hüceyrə üçün hesablama verilmişdir, ondan belə nəticəyə gələ bilərik ki, xüsusiyyətlərin adi LFP hüceyrəsinə bənzəyir. Bundan əlavə, təyyarənin akkumulyatoru yüksək yükləmə/boşaltma cərəyanları üçün nəzərdə tutulmuşdur ki, bu da təyyarəni yerdə yeni uçuşa tez hazırlamaq ehtiyacı və göyərtədə fövqəladə vəziyyət zamanı böyük boşalma cərəyanı ilə əlaqələndirilir, məsələn, bortda güc itkisi
Yeri gəlmişkən, istehsalçı özü müxtəlif növ təyyarə akkumulyatorlarını belə müqayisə edir
Cədvəllərdən gördüyümüz kimi:
1) LMO texnologiyası vəziyyətində batareya şkafının gücü daha yüksəkdir.
2) LFP üçün batareya dövrlərinin sayı daha yüksəkdir.
3) LFP üçün xüsusi çəkisi daha azdır; müvafiq olaraq, eyni tutumla, dəmir-litium fosfat texnologiyasına əsaslanan batareya şkafı daha böyükdür.
4) LFP texnologiyası kimyəvi quruluşu ilə əlaqədar olan termal qaçmağa daha az meyllidir. Nəticədə, nisbətən təhlükəsiz hesab olunur.
Litium-ion batareyaların UPS ilə işləmək üçün bir batareya sırasına necə birləşdirilə biləcəyini aydın şəkildə anlamaq istəyənlər üçün buraya nəzər salmağı məsləhət görürəm.Məsələn, bu diaqram. Bu halda, batareyaların xalis çəkisi 340 kq, tutumu 100 amper-saat olacaq.
Və ya LFP 160S2P üçün bir dövrə, burada batareyaların xalis kütləsi 512 kq və tutumu 200 amper-saat olacaq.
NƏTİCƏ: Dəmir-litium fosfat (LiFeO4, LFP) kimyasına malik batareyaların daha çox elektrik avtomobillərində istifadə edilməsinə baxmayaraq, onların xüsusiyyətləri LMO kimyəvi düsturuna nisbətən bir sıra üstünlüklərə malikdir, daha yüksək cərəyanla doldurulmağa imkan verir və daha az həssasdır. termal qaçış riski. Hansı növ batareyaları seçmək, bir sıra meyarlara görə təyin edən hazır inteqrasiya olunmuş həll təchizatçısının ixtiyarında qalır və ən azı UPS-in bir hissəsi kimi batareya massivinin qiymətidir. Hal-hazırda, istənilən növ litium-ion batareyaları klassik həllərdən qiymət baxımından hələ də aşağıdır, lakin litium batareyalarının vahid kütlə üçün yüksək xüsusi gücü və daha kiçik ölçüləri yeni enerji saxlama cihazlarına qarşı seçimi getdikcə daha çox müəyyənləşdirəcəkdir. Bəzi hallarda, UPS-in aşağı ümumi çəkisi yeni texnologiyaların seçimini müəyyən edir. Bu proses tamamilə gözədəyməz baş verəcək və hazırda aşağı qiymət seqmentində (məişət həlləri) yüksək qiymət və sənaye UPS-də ən yaxşı UPS variantlarını axtaran müştərilər arasında litiumun yanğın təhlükəsizliyi ilə bağlı düşüncə ətaləti mane olur. gücü 100 kVA-dan çox olan seqment. 3 kVA-dan 100 kVA-a qədər UPS gücünün orta seqment səviyyəsi litium-ion texnologiyalarından istifadə etməklə həyata keçirilə bilər, lakin kiçik miqyaslı istehsal sayəsində olduqca bahalıdır və VRLA batareyalarından istifadə edən hazır seriyalı UPS modellərindən daha aşağıdır.
Daha çox öyrənmək və server otağınız və ya məlumat mərkəziniz üçün xüsusi Li-Ion batareya həllini müzakirə etmək üçün e-poçt sorğusu göndərin. və ya şirkətin internet saytında sorğu verməklə .
AÇIQ TEXNOLOGIYALAR – məqsəd və məqsədlərinizə xüsusi uyğunlaşdırılmış dünya liderlərindən etibarlı inteqrasiya olunmuş həllər.
Author: Kulikov Oleq
Aparıcı Dizayn Mühəndisi
İnteqrasiya Həlləri Departamenti
Açıq Texnologiyalar Şirkəti
Mənbə: www.habr.com