Nykyään lähes jokaisella on taskussaan puhelin (älypuhelin, kamerapuhelin, tabletti), joka voi suorituskyvyltään ylittää kotitietokoneesi, jota et ole päivittänyt useaan vuoteen. Jokaisessa laitteessasi on litiumpolymeeriakku. Nyt kysymys kuuluu: kuka lukija muistaa tarkalleen, milloin peruuttamaton siirtyminen "soittimista" monitoimilaitteisiin tapahtui?
Se on vaikeaa... Sinun täytyy rasittaa muistiasi, muistaa vuosi, jolloin ostit ensimmäisen "älypuhelimesi". Minulle se on noin 2008-2010. Tuolloin tavallisen puhelimen litiumakun kapasiteetti oli noin 700 mAh, nyt puhelimen akkujen kapasiteetti on 4 tuhatta mAh.
Kapasiteetin lisäys 6-kertaiseksi huolimatta siitä, että karkeasti sanottuna akun koko on kasvanut vain 2 kertaa.
Kuten me , UPS:n litiumioniratkaisut valloittavat nopeasti markkinoita, ja niillä on useita kiistattomia etuja ja (varsinkin palvelinhuoneessa).
Ystävät, yritämme tänään ymmärtää ja vertailla rauta-litiumfosfaatti (LFP) ja litium-mangaani (LMO) akkuihin perustuvia ratkaisuja, tutkia niiden etuja ja haittoja ja verrata keskenään useiden erityisten indikaattoreiden mukaan. Haluan muistuttaa, että molemmat akut kuuluvat litiumioniakkuihin, litiumpolymeeriakkuihin, mutta eroavat kemialliselta koostumukseltaan. Jos olet kiinnostunut jatkosta, ole hyvä ja kissan alla.
Litiumteknologioiden näkymät energian varastoinnissa
Venäjän federaation nykytilanne vuonna 2017 oli seuraava.
Lähteen avulla: "Konsepti sähkön varastointijärjestelmien kehittämiseksi Venäjän federaatiossa", Venäjän federaation energiaministeriö, 21. elokuuta 2017.
Kuten näette, litium-ionitekniikka oli tuolloin johtoasemassa lähestyttäessä teollista tuotantotekniikkaa (ensisijaisesti LFP-tekniikkaa).
Seuraavaksi tarkastellaan Yhdysvaltojen suuntauksia tai tarkemmin sanottuna asiakirjan uusinta versiota:
Viite: ABBM ovat keskeytymättömille virtalähteille tarkoitettuja energiaryhmiä, joita käytetään sähköteollisuudessa seuraaviin tarkoituksiin:
- Sähkön varaus erityisen tärkeille kuluttajille sähkönsyötön katkosten yhteydessä omaan tarpeeseen (SN) 0,4 kV sähköasemalla (PS).
- Vaihtoehtoisten lähteiden "puskuriasemana".
- Huippukulutuksen aikaisten tehopulojen kompensointi sähköntuotanto- ja siirtolaitosten keventämiseksi.
- Energian kertyminen päivän aikana, kun sen hinta on alhainen (yöllä).
Kuten näemme, Li-Ion-teknologiat pitivät vuodesta 2016 lähtien vakaasti johtavaa asemaa ja osoittivat nopeaa moninkertaista kasvua sekä tehossa (MW) että energiassa (MWh).
Samasta dokumentista voimme lukea seuraavaa:
"Litium-ioniteknologiat edustavat yli 80 prosenttia ABBM-järjestelmien tuottamasta lisätehosta ja energiasta Yhdysvalloissa vuoden 2016 lopussa. Litiumioniakuilla on erittäin tehokas latausjakso ja ne vapauttavat kertyneen tehon nopeammin. Lisäksi niillä on korkea energiatiheys (tehotiheys, tekijän huomautus) ja korkeat lähtövirrat, mikä on johtanut niiden valintaan kannettavan elektroniikan ja sähköajoneuvojen akuiksi.
Yritetään verrata kahta UPS:n litiumioniakkutekniikkaa
Vertailemme LMO- ja LFP-kemiaan rakennettuja prismaattisia kennoja. Juuri nämä kaksi tekniikkaa (muunnelmilla, kuten LMO-NMC) ovat nyt tärkeimmät teolliset mallit erilaisille sähköajoneuvoille ja sähköajoneuvoille.
Lyyrinen poikkeama sähköajoneuvojen akuista on luettavissa täältäKysyt, mitä tekemistä sähköliikenteellä on sen kanssa? Selitän: Li-Ion-teknologiaa käyttävien sähköajoneuvojen aktiivinen leviäminen on jo pitkään ylittänyt prototyyppien vaiheen. Ja kuten tiedämme, kaikki uusimmat teknologiat tulevat meille kalliilta, uusilta elämänalueilta. Esimerkiksi paljon autoteknologioita tuli meille Formula 1:stä, monia uusia teknologioita tuli elämäämme avaruussektorilta ja niin edelleen... Siksi mielestämme litiumioniteknologiat ovat nyt tunkeutumassa teollisiin ratkaisuihin.
Katsotaanpa vertailutaulukkoa tärkeimpien valmistajien, akkukemian ja itse aktiivisesti sähköajoneuvoja (hybridejä) valmistavien autoyritysten välillä.
Valitsemme yksinomaan prismaattiset kennot, jotka sopivat muodoltaan UPS-käyttöön. Kuten näette, litiumtitanaatti (LTO-NMC) on ulkopuolinen tallennetun energian suhteen. Jäljellä on kolme teollisiin ratkaisuihin soveltuvien prismaattisten kennojen valmistajaa, erityisesti UPS-akkuja.
Lainaan ja käännän asiakirjasta "Leaf-, Tesla- ja VOLVO-bussien sähköauton akkujen pitkän käyttöiän litiumelektrodin elinkaariarviointi" (Alkuperäinen "Life cycle assessment of long life lithium electrode for electric vehicle battery- cell for LEAF" , Tesla ja Volvo bussi" 11. joulukuuta 2017 päivätty Mats Zackrissonilta. Siinä tarkastellaan lähinnä ajoneuvojen akkujen kemiallisia prosesseja, tärinän ja ilmastollisten käyttöolosuhteiden vaikutusta sekä ympäristöhaittoja. Vertailussa on kuitenkin yksi mielenkiintoinen lause kahdesta litiumioniakkuteknologiasta.
Vapaassa käännöksessäni se näyttää tältä:
NMC-teknologialla on pienempi ympäristövaikutus ajoneuvokilometriä kohden kuin LFP-teknologia metallianodiakkukennolla, mutta virheiden vähentäminen tai poistaminen on vaikeaa. Pääidea on tämä: NMC:n suurempi energiatiheys johtaa pienempään painoon ja siten pienempään virrankulutukseen.
1) Prismasolujen LMO-tekniikka, valmistaja , maksaa 400 dollaria.
LMO-solun ulkonäkö
2) Prismasolujen LFP-tekniikka, valmistaja , maksaa 160 dollaria.
LFP-solun ulkonäkö
3) Lisätään vertailuksi LFP-teknologiaan rakennettu lentokoneen vara-akku ja sama, joka osallistui sensaatiomaiseen skandaaliin , valmistaja True Blue Power.
TB44 akun ulkonäkö
4) Objektiivisuuden vuoksi lisätään tavallinen UPS-akku
Klassisen UPS-akun ulkonäkö
Laitetaan lähdetiedot taulukkoon.
Kuten näemme, LMO-kennoissa on todellakin korkein energiatehokkuus; klassinen lyijy on vähintään kaksi kertaa energiatehokkaampi.
Kaikille on selvää, että Li-Ion-akkuryhmän BMS-järjestelmä lisää painoa tähän ratkaisuun, eli se vähentää ominaisenergiaa noin 20 prosenttia (akkujen nettopainon ja kokonaisratkaisun välinen ero ottaen huomioon BMS-järjestelmät, moduulin kuori, akkukaapin ohjain). Siltajohtimen, akkukytkimen ja akkukaapin massan oletetaan olevan ehdollisesti yhtä suuri litiumioniakuilla ja lyijyakkujen akkusarjalla.
Yritetään nyt verrata laskettuja parametreja. Tässä tapauksessa hyväksymme purkaussyvyyden lyijylle 70 % ja Li-Ionille 90 %:ksi.
Huomaa, että lentokoneen akun alhainen ominaisenergia johtuu siitä, että itse akku (jota voidaan pitää moduulina) on suljettu metalliseen palonkestävään koteloon, siinä on liittimet ja lämmitysjärjestelmä matalissa lämpötiloissa käyttöä varten. Vertailun vuoksi TB44-akun yhdelle kennolle on annettu laskelma, josta voidaan päätellä, että ominaisuudet ovat samankaltaisia kuin perinteisellä LFP-kennolla. Lisäksi lentokoneen akku on suunniteltu suurille lataus-/purkausvirroille, mikä liittyy tarpeeseen valmistella lentokone nopeasti uuteen lentoon maassa ja suureen purkausvirtaan hätätilanteessa lentokoneessa, esim. aluksen tehon menetys
Muuten, näin valmistaja itse vertailee erityyppisiä lentokoneiden akkuja
Kuten taulukoista näemme:
1) LMO-tekniikan tapauksessa akkukaapin teho on suurempi.
2) LFP:n akkujaksojen määrä on suurempi.
3) LFP:n ominaispaino on pienempi, joten samalla kapasiteetilla rauta-litiumfosfaattiteknologiaan perustuva akkukaappi on suurempi.
4) LFP-tekniikka on vähemmän altis lämpöpoikkeamiselle, mikä johtuu sen kemiallisesta rakenteesta. Tämän seurauksena sitä pidetään suhteellisen turvallisena.
Niille, jotka haluavat selkeästi ymmärtää, kuinka litiumioniakut voidaan yhdistää akkuryhmäksi toimimaan UPS:n kanssa, suosittelen tutustumaan tähän.Esimerkiksi tämä kaavio. Tässä tapauksessa akkujen nettopaino on 340 kg, kapasiteetti on 100 ampeerituntia.
Tai piiri LFP 160S2P:lle, jossa akkujen nettomassa on 512 kg ja kapasiteetti 200 ampeerituntia.
YHTEENVETO: Huolimatta siitä, että rauta-litiumfosfaatin (LiFeO4, LFP) kemiallisia akkuja käytetään enimmäkseen sähköajoneuvoissa, niiden ominaisuuksilla on useita etuja LMO-kemialliseen kaavaan verrattuna, ne mahdollistavat latauksen suuremmalla virralla ja ovat vähemmän herkkiä. terminen karkaamisen vaaraan. Se, minkä tyyppiset akut valitaan, on valmiin integroidun ratkaisun toimittajan harkinnassa, joka määrittää sen useiden kriteerien mukaan, ja ennen kaikkea akkujärjestelmän hinta osana UPS:ää. Tällä hetkellä minkä tahansa tyyppiset litiumioniakut ovat vielä halvempia kuin klassiset ratkaisut, mutta litiumparistojen suuri ominaisteho massayksikköä kohti ja pienemmät mitat määräävät yhä enemmän valintaa kohti uusia energianvarastolaitteita. Joissakin tapauksissa UPS:n pienempi bruttopaino määrää uuden tekniikan valinnan. Tämä prosessi tapahtuu täysin huomaamattomasti, ja sitä vaikeuttavat tällä hetkellä korkeat kustannukset edullisessa hintasegmentissä (kotitalousratkaisut) ja litiumin paloturvallisuutta koskeva ajattelun hitaus asiakkaiden keskuudessa, jotka etsivät parhaita UPS-vaihtoehtoja teolliseen UPS:ään. segmentti, jonka teho on yli 100 kVA. Keskisegmentin UPS-tehon taso 3 kVA:sta 100 kVA:iin voidaan toteuttaa litiumionitekniikoilla, mutta pientuotannon vuoksi se on melko kallista ja huonompi kuin valmiit sarja-UPS-mallit, joissa käytetään VRLA-akkuja.
Voit saada lisätietoa ja keskustella tietystä ratkaisusta litiumioniakkujen avulla palvelinhuoneeseesi tai datakeskukseesi lähettämällä pyynnön sähköpostitse tai tekemällä pyynnön yrityksen verkkosivuilla .
AVOIN TEKNOLOGIA – luotettavat kokonaisratkaisut maailman johtajilta, jotka on mukautettu erityisesti sinun tavoitteisiisi ja tavoitteisiisi.
Kirjoittaja: Kulikov Oleg
Johtava suunnitteluinsinööri
Integraatioratkaisujen osasto
Open Technologies Company
Lähde: will.com