Այսօր գրեթե բոլորն ունեն իրենց գրպանում հեռախոս (սմարթֆոն, տեսախցիկ, պլանշետ), որը կարող է գերազանցել ձեր տան աշխատասեղանին, որը դուք մի քանի տարի չէիք թարմացրել՝ արդյունավետության առումով: Ձեր ունեցած յուրաքանչյուր գաջեթ ունի լիթիում պոլիմերային մարտկոց: Այժմ հարցն այն է, թե ո՞ր ընթերցողն է հիշելու, թե երբ է տեղի ունեցել «դիալերներից» անդառնալի անցումը բազմաֆունկցիոնալ սարքերի:
Դժվար է... Պետք է լարել հիշողությունը, հիշել այն տարին, երբ գնել ես առաջին «խելացի» հեռախոսը։ Ինձ համար դա մոտավորապես 2008-2010թթ. Այն ժամանակ սովորական հեռախոսի համար լիթիումային մարտկոցի հզորությունը կազմում էր մոտ 700 մԱ/ժ, այժմ հեռախոսի մարտկոցների հզորությունը հասնում է 4 հազար մԱ/ժ-ի։
Հզորության ավելացում 6 անգամ, չնայած այն հանգամանքին, որ, կոպիտ ասած, մարտկոցի չափը ավելացել է ընդամենը 2 անգամ։
Ինչպես ենք մենք UPS-ի համար լիթիում-իոնային լուծումները արագորեն գրավում են շուկան, ունեն մի շարք անհերքելի առավելություններ և (հատկապես սերվերի սենյակում):
Ընկերնե՛ր, այսօր մենք կփորձենք հասկանալ և համեմատել երկաթ-լիթիում ֆոսֆատ (LFP) և լիթիում-մանգան (LMO) մարտկոցների վրա հիմնված լուծումները, ուսումնասիրել դրանց առավելություններն ու թերությունները և համեմատել միմյանց հետ՝ ըստ մի շարք կոնկրետ ցուցանիշների: Հիշեցնեմ, որ մարտկոցների երկու տեսակները պատկանում են լիթիում-իոնային, լիթիում-պոլիմերային մարտկոցներին, սակայն տարբերվում են քիմիական բաղադրությամբ։ Եթե ձեզ հետաքրքրում է շարունակությունը, խնդրում եմ, կատվի տակ։
Լիթիումի տեխնոլոգիաների հեռանկարները էներգիայի պահպանման մեջ
Ներկայիս իրավիճակը Ռուսաստանի Դաշնությունում 2017 թվականին հետեւյալն էր.
Օգտագործելով աղբյուրը՝ «Ռուսաստանի Դաշնությունում էլեկտրաէներգիայի պահպանման համակարգերի զարգացման հայեցակարգ», Ռուսաստանի Դաշնության էներգետիկայի նախարարություն, 21 թվականի օգոստոսի 2017:
Ինչպես տեսնում եք, լիթիում-իոնային տեխնոլոգիան այդ ժամանակ առաջատար էր արդյունաբերական արտադրության տեխնոլոգիայի (առաջին հերթին՝ LFP տեխնոլոգիայի) մոտենալու հարցում։
Հաջորդը, եկեք նայենք Միացյալ Նահանգների միտումներին, կամ ավելի ճիշտ, դիտարկենք փաստաթղթի վերջին տարբերակը.
Հղում․ ABBM-ն էներգիայի զանգվածներ են անխափան սնուցման աղբյուրների համար, որոնք օգտագործվում են էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության մեջ՝
- Հատկապես կարևոր սպառողների համար էլեկտրաէներգիայի ամրագրում սեփական կարիքների համար (SN) սնուցման ընդհատումների դեպքում ենթակայանում (PS) 0,4 կՎ.
- Որպես այլընտրանքային աղբյուրների «բուֆեր» մղում:
- Պիկ սպառման ժամանակ էլեկտրաէներգիայի պակասի փոխհատուցում` էլեկտրաէներգիայի արտադրության և փոխանցման օբյեկտները թեթեւացնելու համար:
- Օրվա ընթացքում էներգիայի կուտակում, երբ դրա արժեքը ցածր է (գիշերը):
Ինչպես տեսնում ենք, Li-Ion տեխնոլոգիաները 2016 թվականի դրությամբ ամուր զբաղեցնում էին առաջատար դիրքերը և ցույց տվեցին արագ բազմակի աճ և՛ էներգիայի (ՄՎտ) և՛ էներգիայի (ՄՎտժ) ոլորտներում:
Նույն փաստաթղթում կարող ենք կարդալ հետևյալը.
«Լիտիում-իոնային տեխնոլոգիաները ներկայացնում են 80 թվականի վերջին ԱՄՆ-ում ABBM համակարգերի կողմից արտադրված ավելացված էներգիայի և էներգիայի ավելի քան 2016%-ը: Լիթիում-իոնային մարտկոցներն ունեն բարձր արդյունավետ լիցքավորման ցիկլ և ավելի արագ ազատում կուտակված էներգիան: Բացի այդ, նրանք ունեն էներգիայի բարձր խտություն (հոսանքի խտություն, հեղինակի նշում) և բարձր ելքային հոսանքներ, ինչը հանգեցրել է նրանց ընտրությանը որպես շարժական էլեկտրոնիկայի և էլեկտրական մեքենաների մարտկոցներ»:
Փորձենք համեմատել երկու լիթիում-իոնային մարտկոցների տեխնոլոգիաներ UPS-ի համար
Մենք համեմատելու ենք LMO և LFP քիմիայի վրա կառուցված պրիզմատիկ բջիջները: Հենց այս երկու տեխնոլոգիաներն են (տարբերակներով, ինչպիսիք են LMO-NMC-ն), որոնք այժմ հանդիսանում են տարբեր էլեկտրական մեքենաների և էլեկտրական մեքենաների հիմնական արդյունաբերական նմուշները:
Էլեկտրական մեքենաների մարտկոցների մասին լիրիկական շեղումը կարելի է կարդալ այստեղՀարցնում եք՝ ի՞նչ կապ ունի էլեկտրատրանսպորտը։ Բացատրեմ՝ Li-Ion տեխնոլոգիաներով էլեկտրական մեքենաների ակտիվ տարածումը վաղուց գերազանցել է նախատիպերի փուլը։ Եվ ինչպես գիտենք, բոլոր նորագույն տեխնոլոգիաները մեզ են հասնում կյանքի թանկ, նոր ոլորտներից: Օրինակ՝ Ֆորմուլա 1-ից մեզ մոտ շատ ավտոմոբիլային տեխնոլոգիաներ եկան, շատ նոր տեխնոլոգիաներ մեր կյանք մտան տիեզերական հատվածից և այլն... Ուստի, մեր կարծիքով, լիթիում-իոնային տեխնոլոգիաները այժմ ներթափանցում են արդյունաբերական լուծումներ։
Դիտարկենք համեմատական աղյուսակը հիմնական արտադրողների, մարտկոցների քիմիայի և ավտոմոբիլային ընկերությունների միջև, որոնք ակտիվորեն արտադրում են էլեկտրական մեքենաներ (հիբրիդներ):
Մենք կընտրենք բացառապես պրիզմատիկ բջիջներ, որոնք համապատասխանում են ձևի գործոնին UPS-ում օգտագործելու համար: Ինչպես տեսնում եք, լիթիումի տիտանատը (LTO-NMC) հատուկ պահվող էներգիայի առումով օտար է: Գոյություն ունեն պրիզմատիկ բջիջների երեք արտադրողներ, որոնք հարմար են արդյունաբերական լուծումների, մասնավորապես UPS մարտկոցների օգտագործման համար:
Ես մեջբերեմ և կթարգմանեմ «Life ցիկլի գնահատում երկարաժամկետ լիթիումային էլեկտրոդի համար էլեկտրական մեքենաների մարտկոցների համար- cell for LEAF, Tesla and VOLVO buses» փաստաթղթից (Original «Life cycle գնահատում երկարաժամկետ լիթիումի էլեկտրոդի համար էլեկտրական մեքենաների մարտկոցների համար- cell for LEAF» , Tesla և Volvo ավտոբուսը» թվագրված 11 թվականի դեկտեմբերի 2017-ին Մատս Զակրիսոնից: Այն հիմնականում ուսումնասիրում է մեքենաների մարտկոցների քիմիական գործընթացները, թրթռումների և կլիմայական աշխատանքային պայմանների ազդեցությունը և շրջակա միջավայրին վնասելը: Այնուամենայնիվ, համեմատության վերաբերյալ կա մեկ հետաքրքիր արտահայտություն: երկու լիթիում-իոն մարտկոցների տեխնոլոգիաներ:
Իմ ազատ թարգմանության մեջ դա հետևյալն է.
NMC տեխնոլոգիան ցույց է տալիս շրջակա միջավայրի վրա ավելի ցածր ազդեցություն մեքենայի մեկ կիլոմետրի համար, քան LFP տեխնոլոգիան մետաղական անոդային մարտկոցով, բայց դժվար է նվազեցնել կամ վերացնել սխալները: Հիմնական գաղափարը սա է. NMC-ի ավելի մեծ էներգիայի խտությունը հանգեցնում է ավելի ցածր քաշի և, հետևաբար, էներգիայի սպառման ավելի ցածր մակարդակի:
1) Պրիզմատիկ բջջային LMO տեխնոլոգիա, արտադրող , արժե 400 դոլար։
LMO բջիջի տեսքը
2) Պրիզմատիկ բջջային LFP տեխնոլոգիա, արտադրող , արժե 160 դոլար։
LFP բջիջի տեսքը
3) Համեմատության համար ավելացնենք LFP տեխնոլոգիայի վրա կառուցված ինքնաթիռի պահեստային մարտկոցը և նույնը, որը մասնակցել է սենսացիոն սկանդալին։ , արտադրող True Blue Power:
TB44 մարտկոցի տեսքը
4) Օբյեկտիվության համար եկեք ավելացնենք ստանդարտ UPS մարտկոց
Դասական UPS մարտկոցի տեսք
Եկեք աղբյուրի տվյալները դնենք աղյուսակի մեջ:
Ինչպես տեսնում ենք, իսկապես, LMO բջիջներն ունեն ամենաբարձր էներգիայի արդյունավետությունը, դասական կապարն առնվազն երկու անգամ ավելի էներգաարդյունավետ է:
Բոլորի համար պարզ է, որ Li-Ion մարտկոցների զանգվածի BMS համակարգը կշիռ կավելացնի այս լուծույթին, այսինքն՝ կնվազեցնի հատուկ էներգիան մոտ 20 տոկոսով (մարտկոցների զուտ քաշի և ամբողջական լուծման տարբերությունը. հաշվի առնելով BMS համակարգերը, մոդուլի կեղևը, մարտկոցի պահարանի կարգավորիչը): Թռիչքների, մարտկոցի անջատիչի և մարտկոցի պահարանի զանգվածը ենթադրվում է պայմանականորեն հավասար լիթիում-իոնային մարտկոցների և կապարաթթվային մարտկոցների մարտկոցների զանգվածի համար:
Այժմ փորձենք համեմատել հաշվարկված պարամետրերը։ Այս դեպքում կապարի արտանետման խորությունը կընդունենք 70%, իսկ Li-Ion-ի համար՝ 90%:
Նկատի ունեցեք, որ ինքնաթիռի մարտկոցի ցածր հատուկ էներգիան պայմանավորված է նրանով, որ մարտկոցն ինքնին (որը կարելի է համարել մոդուլ) փակված է մետաղյա չհրկիզվող պատյանում, ունի միակցիչներ և ջեռուցման համակարգ ցածր ջերմաստիճանի պայմաններում աշխատելու համար: Համեմատության համար տրված է հաշվարկ TB44 մարտկոցի մեկ բջիջի համար, որից կարող ենք եզրակացնել, որ բնութագրերը նման են սովորական LFP բջիջի: Բացի այդ, օդանավի մարտկոցը նախատեսված է բարձր լիցքավորման/լիցքաթափման հոսանքների համար, ինչը կապված է օդանավը գետնի վրա նոր թռիչքի համար արագ նախապատրաստելու անհրաժեշտության և մեծ լիցքաթափման հոսանքի հետ՝ ինքնաթիռում վթարային իրավիճակի դեպքում, օրինակ. ինքնաթիռի հզորության կորուստ
Ի դեպ, այսպես է արտադրողն ինքը համեմատում տարբեր տեսակի ինքնաթիռների մարտկոցներ
Ինչպես տեսնում ենք աղյուսակներից.
1) Մարտկոցի պահարանի հզորությունը LMO տեխնոլոգիայի դեպքում ավելի մեծ է։
2) LFP-ի համար մարտկոցի ցիկլերի քանակն ավելի մեծ է:
3) LFP-ի տեսակարար կշիռը ավելի քիչ է, համապատասխանաբար, նույն հզորությամբ երկաթ-լիթիում ֆոսֆատ տեխնոլոգիայի վրա հիմնված մարտկոցի պահարանն ավելի մեծ է:
4) LFP տեխնոլոգիան ավելի քիչ հակված է ջերմային փախուստի, ինչը պայմանավորված է նրա քիմիական կառուցվածքով: Արդյունքում այն համարվում է համեմատաբար անվտանգ։
Նրանց համար, ովքեր ցանկանում են հստակ հասկանալ, թե ինչպես կարելի է լիթիում-իոնային մարտկոցները միավորել մարտկոցների զանգվածում՝ UPS-ի հետ աշխատելու համար, խորհուրդ եմ տալիս նայել այստեղ:Օրինակ, այս դիագրամը. Այս դեպքում մարտկոցների զուտ քաշը կկազմի 340 կգ, հզորությունը՝ 100 ամպերժամ։
Կամ մի շղթա LFP 160S2P-ի համար, որտեղ մարտկոցների զուտ զանգվածը կկազմի 512 կգ, իսկ հզորությունը՝ 200 ամպեր ժամ։
ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆ. Չնայած այն հանգամանքին, որ երկաթ-լիթիումի ֆոսֆատի (LiFeO4, LFP) քիմիայի մարտկոցները հիմնականում օգտագործվում են էլեկտրական մեքենաներում, դրանց բնութագրերն ունեն մի շարք առավելություններ LMO քիմիական բանաձևի նկատմամբ, դրանք թույլ են տալիս լիցքավորվել ավելի բարձր հոսանքով և ավելի քիչ զգայուն են: ջերմային փախուստի ռիսկին: Ինչ տեսակի մարտկոցներ ընտրել, մնում է պատրաստի ինտեգրված լուծման մատակարարի հայեցողությամբ, ով դա որոշում է մի շարք չափանիշների համաձայն, և ամենակարևորը մարտկոցների զանգվածի արժեքն է որպես UPS-ի մաս: Այս պահին ցանկացած տեսակի լիթիում-իոնային մարտկոցներ դեռևս զիջում են դասական լուծումներին արժեքով, սակայն լիթիումի մարտկոցների բարձր հատուկ հզորությունը մեկ միավորի զանգվածի և ավելի փոքր չափսերի վրա գնալով կորոշի ընտրությունը էներգիայի պահպանման նոր սարքերի նկատմամբ: Որոշ դեպքերում UPS-ի ավելի ցածր համախառն քաշը որոշում է ընտրությունը դեպի նոր տեխնոլոգիաներ: Այս գործընթացը տեղի կունենա բոլորովին աննկատ և ներկայումս խոչընդոտվում է ցածր գնային հատվածում բարձր գնով (կենցաղային լուծումներ) և լիթիումի հրդեհային անվտանգության վերաբերյալ մտածողության իներցիայով այն հաճախորդների շրջանում, ովքեր փնտրում են UPS-ի լավագույն տարբերակները արդյունաբերական UPS-ում: 100 կՎԱ-ից ավելի հզորությամբ հատված: UPS-ի 3 կՎԱ-ից մինչև 100 կՎԱ հզորության միջին հատվածի մակարդակը կարող է իրականացվել լիթիում-իոնային տեխնոլոգիաների կիրառմամբ, սակայն փոքրածավալ արտադրության շնորհիվ այն բավականին թանկ է և զիջում է VRLA մարտկոցներ օգտագործող պատրաստի սերիական UPS մոդելներին:
Դուք կարող եք ավելի շատ մանրամասներ իմանալ և քննարկել կոնկրետ լուծում՝ օգտագործելով լիթիում-իոնային մարտկոցներ ձեր սերվերի սենյակի կամ տվյալների կենտրոնի համար՝ հարցում ուղարկելով էլ. , կամ հարցում կատարելով ընկերության կայքում .
ԲԱՑ ՏԵԽՆՈԼՈԳԻԱՆԵՐ – հուսալի համապարփակ լուծումներ համաշխարհային առաջնորդների կողմից՝ հատուկ հարմարեցված ձեր նպատակներին և խնդիրներին:
Հեղինակ: Կուլիկով Օլեգ
Դիզայնի առաջատար ինժեներ
Ինտեգրման լուծումների բաժին
Open Technologies ընկերություն
Source: www.habr.com