Այսօր գրեթե բոլորը գրպանում ունեն հեռախոս (սմարթֆոն, տեսախցիկով հեռախոս, պլանշետ), որը կարող է գերազանցել ձեր տնային համակարգչին, որը տարիներ շարունակ չեք թարմացրել: Յուրաքանչյուր գաջեթ ունի լիթիում-պոլիմերային մարտկոց: Հիմա հարցն այն է, թե ընթերցողներից ո՞վ կհիշի, թե երբ է տեղի ունեցել անդառնալի անցումը «զանգահարողներից» բազմաֆունկցիոնալ սարքերի:
Դժվար է... Պետք է լարես հիշողությունդ, հիշիր, թե որ տարում գնեցիր քո առաջին «խելացի» հեռախոսը։ Ինձ համար դա մոտավորապես 2008-2010 թվականներն էին։ Այդ ժամանակ սովորական հեռախոսի լիթիումային մարտկոցի տարողությունը մոտ 700 մԱժ էր, հիմա հեռախոսի մարտկոցների տարողությունը հասնում է 4 հազար մԱժ-ի։
Հզորությունը մեծացել է 6 անգամ, մինչդեռ, կոպիտ ասած, մարտկոցի չափսը մեծացել է ընդամենը 2 անգամ։
Ինչպես ենք մենք , լիթիում-իոնային UPS լուծումները արագորեն նվաճում են շուկան, ունեն մի շարք անհերքելի առավելություններ և (հատկապես սերվերի պայմաններում):
Ընկերներ, այսօր մենք կփորձենք հասկանալ և համեմատել երկաթ-լիթիում-ֆոսֆատային մարտկոցների (LFP) և լիթիում-մանգանային (LMO) լուծումները, ուսումնասիրել դրանց առավելություններն ու թերությունները, համեմատել դրանք միմյանց հետ մի շարք կոնկրետ ցուցանիշներով: Հիշեցնեմ, որ երկու տեսակի մարտկոցներն էլ լիթիում-իոնային, լիթիում-պոլիմերային մարտկոցներ են, բայց տարբերվում են քիմիական կազմով: Եթե հետաքրքրված եք շարունակությամբ, խնդրում եմ շարունակեք կարդալ:
Լիթիումի տեխնոլոգիաների հեռանկարները էներգիայի կուտակման մեջ
Ռուսաստանի Դաշնությունում 2017 թվականին ստեղծված իրավիճակը հետևյալն էր.
Աղբյուրի օգտագործմամբ՝ «Ռուսաստանի Դաշնությունում էլեկտրաէներգիայի կուտակման համակարգերի զարգացման հայեցակարգ», Ռուսաստանի Դաշնության Էներգետիկայի նախարարություն, 21 թվականի օգոստոսի 2017:
Ինչպես տեսնում ենք, այդ ժամանակ լիթիում-իոնային տեխնոլոգիան առաջատարներից մեկն էր արդյունաբերական արտադրության տեխնոլոգիային մոտենալու հարցում (առաջին հերթին նկատի ունենալով LFP տեխնոլոգիան):
Հաջորդը, եկեք նայենք ԱՄՆ-ում առկա միտումներին, ավելի ճիշտ՝ դիտարկենք փաստաթղթի վերջին տարբերակը.
Հղում՝ ABBM – անխափան սնուցման աղբյուրների համար նախատեսված էներգետիկ մատրիցներ, որոնք օգտագործվում են էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերության մեջ՝
- Հատկապես կարևոր սպառողների համար էլեկտրաէներգիայի պահուստներ ենթակայանում (PS) սեփական կարիքների համար (SN) 0,4 կՎ էլեկտրամատակարարման ընդհատումների դեպքում:
- Որպես «բուֆերային» պահեստ այլընտրանքային աղբյուրների համար։
- Գագաթնակետային սպառման ռեժիմում էլեկտրաէներգիայի դեֆիցիտի փոխհատուցում՝ էլեկտրաէներգիայի արտադրության և փոխանցման կայանների բեռը թեթևացնելու համար։
- Էներգիայի կուտակում օրվա ընթացքում՝ ցածր ծախսերի ժամանակահատվածներում (գիշերային ժամերին):
Ինչպես տեսնում ենք, լիթիում-իոնային տեխնոլոգիաները 2016 թվականի դրությամբ ամուր դիրք են գրավել առաջատար դիրքերում և ցույց են տվել արագ բազմակի աճ ինչպես հզորության (ՄՎտ), այնպես էլ էներգիայի (ՄՎտժ) առումով։
Նույն փաստաթղթում կարող ենք կարդալ հետևյալը.
«Լիթիում-իոնային տեխնոլոգիան կազմում է ԱՄՆ-ում արտադրվող էլեկտրական համակարգերի ավելացված հզորության և էներգիայի ավելի քան 80%-ը՝ 2016 թվականի վերջի դրությամբ։ Լիթիում-իոնային մարտկոցներն ունեն բարձր արդյունավետության ցիկլ և ավելի արագ են արտանետում իրենց կուտակված էներգիան։ Բացի այդ, դրանք ունեն բարձր էներգիայի խտություն և բարձր լիցքաթափման հոսանքներ, ինչը դրանք դարձրել է դյուրակիր էլեկտրոնիկայի և էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների համար նախընտրելի մարտկոցներ»։
Եկեք փորձենք համեմատել երկու լիթիում-իոնային մարտկոցների տեխնոլոգիաներ UPS-ի համար
Մենք կհամեմատենք LMO և LFP քիմիայի վրա կառուցված պրիզմատիկ բջիջները: Այս երկու տեխնոլոգիաները (LMO-NMC-ի նման տարբերակներով) ներկայումս տարբեր էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների և էլեկտրական մեքենաների հիմնական արդյունաբերական մոդելներն են:
Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների մարտկոցների մասին քնարական շեղում կարող եք կարդալ այստեղԿարող եք հարցնել՝ ի՞նչ կապ ունի էլեկտրական տրանսպորտը դրա հետ։ Թույլ տվեք բացատրել. լիթիում-իոնային տեխնոլոգիաների վրա էլեկտրական տրանսպորտի ակտիվ տարածումը վաղուց անցել է նախատիպերի փուլը։ Եվ ինչպես գիտենք, բոլոր նորագույն տեխնոլոգիաները մեզ են հասնում կյանքի թանկարժեք, նորագույն ոլորտներից։ Օրինակ՝ շատ ավտոտեխնոլոգիաներ մեզ են հասել Ֆորմուլա 1-ից, շատ նորագույն տեխնոլոգիաներ մեր կյանք են մտել տիեզերական ոլորտից և այլն... Հետևաբար, մեր կարծիքով, լիթիում-իոնային տեխնոլոգիաները այժմ թափանցում են արդյունաբերական լուծումներ։
Եկեք դիտարկենք հիմնական արտադրողների, մարտկոցների քիմիայի և էլեկտրական մեքենաներ (հիբրիդներ) ակտիվորեն արտադրող իրական ավտոմոբիլային ընկերությունների համեմատական աղյուսակը։
Եկեք ընտրենք բացառապես պրիզմատիկ մարտկոցներ, որոնք համապատասխանում են UPS-ում օգտագործման ձևի գործոնին: Ինչպես տեսնում ենք, լիթիումի տիտանիատը (LTO-NMC) աութսայդեր է կուտակված էներգիայի տեսակարար քանակի առումով: Կան պրիզմատիկ մարտկոցների երեք արտադրողներ, որոնք հարմար են արդյունաբերական լուծումներում օգտագործելու համար, մասնավորապես՝ UPS-ի մարտկոցներում:
Ես մեջբերելու և թարգմանելու եմ «Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների մարտկոցների համար երկարատև լիթիումային էլեկտրոդի կյանքի ցիկլի գնահատում - LEAF, Tesla և Volvo ավտոբուսների բջիջ» փաստաթղթից (Բնօրինակ «Կյանքի ցիկլի գնահատում երկարատև լիթիումային էլեկտրոդի էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների մարտկոցների համար - LEAF, Tesla և Volvo ավտոբուսների բջիջ»՝ 11 թվականի դեկտեմբերի 2017-ի Մաթս Զաքրիսոնի կողմից): Այստեղ հիմնականում ուսումնասիրվում են տրանսպորտային միջոցների մարտկոցներում քիմիական գործընթացները, թրթռումների և շահագործման կլիմայական պայմանների ազդեցությունը, ինչպես նաև շրջակա միջավայրին հասցված վնասը: Այնուամենայնիվ, կա մեկ հետաքրքիր արտահայտություն՝ կապված երկու լիթիում-իոնային մարտկոցների տեխնոլոգիաների համեմատության հետ:
Իմ ազատ թարգմանությամբ այն այսպիսին է թվում.
NMC տեխնոլոգիան ցույց է տալիս ավելի ցածր բնապահպանական ազդեցություն տրանսպորտային միջոցի յուրաքանչյուր կիլոմետրի վրա, քան մետաղական անոդային մարտկոցային բջիջ ունեցող LFP տեխնոլոգիան, սակայն դժվար է նվազեցնել կամ վերացնել սխալները: Հիմնական գաղափարն այն է, որ NMC-ի ավելի բարձր էներգիայի խտությունը տալիս է ավելի քիչ քաշ և, հետևաբար, ավելի քիչ էներգիայի սպառում:
1) LMO տեխնոլոգիայի պրիզմատիկ բջիջ, արտադրող , արժեցել է 400 դոլար։
LMO բջջի արտաքին տեսքը
2) Պրիզմատիկ բջիջների LFP տեխնոլոգիա, արտադրող , արժեցել է 160 դոլար։
LFP բջջի արտաքին տեսքը
3) Համեմատության համար, եկեք ավելացնենք LFP տեխնոլոգիայի վրա կառուցված ավիացիոն պահեստային մարտկոցը և այն մարտկոցը, որը ներգրավված էր բարձր մակարդակի սկանդալում։ , արտադրող՝ True Blue Power:
TB44 մարտկոցի արտաքին տեսքը
4) Օբյեկտիվության համար ավելացնենք ստանդարտ UPS մարտկոց
Դասական UPS մարտկոցի տեսքը
Եկեք ամփոփենք սկզբնական տվյալները աղյուսակում։
Ինչպես տեսնում ենք, LMO բջիջները իսկապես ունեն ամենաբարձր էներգաարդյունավետությունը, մինչդեռ դասական կապարը կորցնում է տեսակարար էներգիան առնվազն երկու անգամ։
Բոլորի համար պարզ է, որ լիթիում-իոնային մարտկոցների զանգվածի համար նախատեսված BMS համակարգը կավելացնի զանգված այս լուծույթին, այսինքն՝ կնվազեցնի տեսակարար էներգիան մոտավորապես 20 տոկոսով (մարտկոցների զուտ քաշի և ամբողջական լուծման միջև եղած տարբերությունը՝ հաշվի առնելով BMS համակարգերը, մոդուլի պատյանը, մարտկոցի պահարանի կառավարիչը): Ենթադրվում է, որ ցատկողների, մարտկոցի անջատիչի և մարտկոցի պահարանի զանգվածը պայմանականորեն հավասար է լիթիում-իոնային մարտկոցների և կապար-թթվային մարտկոցների մարտկոցների զանգվածի համար:
Հիմա փորձենք համեմատել հաշվարկված պարամետրերը։ Այս դեպքում մենք կընդունենք կապարի համար լիցքաթափման խորությունը՝ 70%, իսկ Li-Ion-ի համար՝ 90%։
Պետք է նշել, որ ավիացիոն մարտկոցի ցածր տեսակարար էներգիան պայմանավորված է նրանով, որ մարտկոցն ինքնին (որը կարելի է դիտարկել որպես մոդուլ) փակված է մետաղական հրակայուն պատյանի մեջ, ունի միակցիչներ և ջեռուցման համակարգ՝ ցածր ջերմաստիճաններում աշխատելու համար: Համեմատության համար, TB44 մարտկոցի մեկ բջիջի համար հաշվարկ է տրված, որից կարելի է եզրակացնել, որ բնութագրերը մոտ են սովորական LFP բջիջին: Բացի այդ, ավիացիոն մարտկոցը նախատեսված է բարձր լիցքավորման/լիցքաթափման հոսանքների համար, ինչը պայմանավորված է ինքնաթիռը գետնի վրա նոր թռիչքի արագ պատրաստելու անհրաժեշտությամբ և բարձր լիցքաթափման հոսանքով՝ ինքնաթիռում արտակարգ իրավիճակի դեպքում, օրինակ՝ ինքնաթիռի էլեկտրաէներգիայի կորստի դեպքում:
Ի դեպ, ահա թե ինչպես է արտադրողը համեմատում ավիացիոն մարտկոցների տարբեր տեսակները
Ինչպես տեսնում ենք աղյուսակներից՝
1) LMO տեխնոլոգիայի դեպքում մարտկոցային պահարանի հզորությունն ավելի բարձր է։
2) LFP-ի մարտկոցի աշխատանքային ժամանակը ավելի բարձր է։
3) LFP-ի տեսակարար կշիռը փոքր է, հետևաբար, նույն տարողունակության դեպքում, լիթիում-երկաթի ֆոսֆատ տեխնոլոգիան օգտագործող մարտկոցի պահարանը ավելի մեծ է։
4) LFP տեխնոլոգիան իր քիմիական կառուցվածքի շնորհիվ ավելի քիչ հակված է ջերմային արտահոսքի։ Արդյունքում, այն համարվում է համեմատաբար անվտանգ։
Նրանց համար, ովքեր ցանկանում են հստակ հասկանալ, թե ինչպես կարելի է լիթիում-իոնային մարտկոցները միացնել մարտկոցների զանգվածին՝ UPS-ի հետ աշխատելու համար, խորհուրդ եմ տալիս նայել այստեղ։Օրինակ՝ այսպիսի սխեմա։ Այս դեպքում մարտկոցների զուտ քաշը կկազմի 340 կգ, հզորությունը՝ 100 ամպեր-ժամ։
Կամ LFP 160S2P-ի դիագրամ, որտեղ մարտկոցների զուտ քաշը կկազմի 512 կգ, իսկ հզորությունը՝ 200 ամպեր-ժամ:
ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆ՝ Չնայած այն հանգամանքին, որ լիթիում-երկաթի ֆոսֆատով (LiFeO4, LFP) քիմիայով մարտկոցները հիմնականում օգտագործվում են էլեկտրական տրանսպորտում, դրանց բնութագրերը մի շարք առավելություններ ունեն LMO քիմիական բանաձևի համեմատ, թույլ են տալիս լիցքավորել ավելի բարձր հոսանքով և ավելի քիչ են ենթակա ջերմային փախուստի ռիսկին: Թե որ տեսակի մարտկոցն ընտրել, մնում է պատրաստի ինտեգրված լուծման մատակարարի հայեցողությանը, որը որոշում է դա մի շարք չափանիշներով, և ոչ պակաս կարևորը՝ մարտկոցների զանգվածի արժեքը որպես UPS-ի մաս: Այս պահին լիթիում-իոնային մարտկոցների ցանկացած տեսակ դեռևս զիջում է դասական լուծումներին արժեքով, բայց լիթիումային մարտկոցների ավելի բարձր տեսակարար հզորությունը մեկ միավոր զանգվածի համար և ավելի փոքր չափերը ավելի ու ավելի կորոշեն նոր էներգիայի կուտակիչ սարքերի օգտին ընտրությունը: Որոշ դեպքերում UPS-ի ավելի ցածր ընդհանուր զանգվածը որոշում է նոր տեխնոլոգիաների օգտին ընտրությունը: Այս գործընթացը կլինի բացարձակապես աննկատ և ներկայումս խոչընդոտվում է ցածր գնային հատվածում (կենցաղային լուծումներ) բարձր արժեքով և լիթիումի հրդեհային անվտանգության վերաբերյալ մտածողության իներցիայով այն հաճախորդների շրջանում, ովքեր փնտրում են լավագույն UPS տարբերակները UPS-ների արդյունաբերական հատվածում՝ ավելի քան 100 կՎԱ հզորությամբ: UPS-ի միջին հատվածի հզորությունների մակարդակը 3 կՎԱ-ից մինչև 100 կՎԱ հնարավոր է իրականացնել լիթիում-իոնային տեխնոլոգիաների վրա, սակայն փոքրածավալ արտադրության պատճառով այն բավականին թանկ է և զիջում է VRLA մարտկոցների վրա պատրաստված սերիական UPS նմուշներին։
Ձեր սերվերային սենյակի կամ տվյալների կենտրոնի համար լիթիում-իոնային մարտկոցներով լիթիում-իոնային մարտկոցներով լրացուցիչ տեղեկություններ ստանալու և դրանք քննարկելու համար, խնդրում ենք հարցում ուղարկել էլեկտրոնային փոստով։ կամ ընկերության կայքում հարցում կատարելով .
Բաց տեխնոլոգիաներ – համաշխարհային առաջատարների կողմից հուսալի համապարփակ լուծումներ, որոնք հատուկ հարմարեցված են ձեր նպատակներին և խնդիրներին։
Հեղինակ: Կուլիկով Օլեգ
Առաջատար նախագծման ինժեներ
Ինտեգրացիոն լուծումների բաժին
Բաց տեխնոլոգիաների ընկերություն
Source: www.habr.com
