Silav, hevalno!
Piştî weşandina gotara Li ser xetereyên çareseriyên Li-Ion ji bo server û navendên daneyê gelek şîrove hene. Ji ber vê yekê, îro em ê hewl bidin ku fêhm bikin ka çi cûdahiyên di navbera çareseriyên lîtiumê pîşesaziyê yên ji bo UPS-ê û pîlê di amûra we de hene, şert û mercên xebitandina bataryayên li jûreyek serverê çawa ji hev cûda dibin, çima di têlefonek Li-Ion de baterî nadomîne. ji 2-3 salan zêdetir, û di navendek daneyê de ev hejmar dê bibe 10 an zêdetir salan. Çima xetereyên şewata lîtiumê li navendek daneyê / jûreyek serverê hindik in.
Erê, qezayên bi bataryayên UPS-ê re bêyî celebê cîhaza hilanîna enerjiyê gengaz in, lê efsaneya "xetereya agir" a çareseriyên lîtiumê pîşesaziyê ne rast e.
Jixwe, gelekan ev yek dîtiye bi bataryaya lîtiumê di otomobîlekê de ku li ser otobanê dimeşe? Ji ber vê yekê, em bibînin, wê biqewimin, berhev bikin ...
Li vir em rewşek tîpîk a xwe-germkirina bêkontrol, dûrketina termal a battera têlefonê, ku bû sedema bûyerek weha, dibînin. Hûn ê bibêjin: VIR! Ew tenê têlefonek e, tenê merivek dîn dê tiştek wusa bixe odeya serverê!
Ez bawer im ku piştî xwendina vê materyalê, xwendevan dê nêrîna xwe ya li ser vê mijarê biguherîne.
Rewşa heyî di bazara navenda daneyê de
Ne veşartî ye ku avakirina navendek daneyê veberhênanek demdirêj e. Bi tenê bihayê alavên endezyariyê dikare 50% ji lêçûna hemî lêçûnên sermayê be. Asoya paşvedanê bi qasî 10-15 sal e. Bi xwezayî, xwestek heye ku lêçûna giştî ya xwedaniyê li seranserê çerxa jiyanê ya navenda daneyê kêm bike, û di heman demê de alavên endezyariyê yên kompakt jî kêm bike, ku bi qasî ku pêkan ji bo barkirinê cîh azad bike.
Çareseriya çêtirîn dubarekirinek nû ya UPS-ê ya pîşesaziyê ye ku li ser bingeha bataryayên Li-Ion-ê ye, ku ji mêj ve ji "nexweşiyên zaroktiyê" di forma xetereyên agir de, algorîtmayên nerast-darvekirinê yên xelet xilas bûne û girseyek mekanîzmayên parastinê bi dest xistine.
Bi zêdebûna kapasîteya komputer û alavên torê re, daxwaziya UPS-ê mezin dibe. Di heman demê de, hewcedariyên ji bo jiyana bateriyê di rewşa pirsgirêkên bi dabînkirina elektrîkê ya navendî û/an têkçûna dema destpêkirina çavkaniyek hêzê ya paşverû di doza karanîna / hebûna komek jeneratorê mazotê de zêde dibin.
Li gorî me, du sedemên sereke hene:
- Pêşveçûnek bilez a hêjmara agahdariya hatî hilanîn û veguheztin
Ji bo nimûne, kîjan
pêdivî ye ku were hilanîn û hilanîn. - Di dînamîkên xerckirina enerjiya elektrîkê de mezinbûn. Tevî meyla giştî ya kêmkirina xerckirina enerjiyê ya alavên IT, kêmkirina xerckirina enerjiya taybetî ya pêkhateyên elektronîkî.
Grafika xerckirina enerjiyê ya tenê yek navenda daneya xebitandinê
Heman meyl ji hêla pêşbîniyên bazara navenda daneyê li welatê me ve tê destnîşan kirin.Li gorî malperê20’an 20 mezintirîn pêşkêşkerên karûbarê navenda daneyê ji sedî 2017 zêde bû û gihaşt 3 hezarî (daneyên 22,4’ê Cotmehê. 1), "- dibêje rapora CNews Analytics. Li gorî ajansên şêwirmendiyê, tê pêşbînîkirin ku heta sala 2017ê hejmara cihên refikan bibe 2021 hezar. Ango di du salan de kapasîteya rastîn a navenda daneyê dikare du qat bibe. Ev bi çi ve girêdayî ye? Berî her tiştî, bi zêdebûna hêjmara agahiyê re: hem hilanîn û hem jî têne hilanîn.
Digel ewran, lîstikvan pêşkeftina kapasîteyên navenda daneyê li herêman wekî xalên mezinbûnê dihesibînin: ew beşa yekane ne ku ji bo pêşkeftina karsaziyê rezervek heye. Li gorî IKS-Consulting, di sala 2016-an de, herêm tenê ji% 10% ji hemî çavkaniyên ku li ser sûkê têne pêşkêş kirin hesab dikin, dema ku paytext û herêma Moskowê 73% ji sûkê, û St. Li herêman, kêmbûna çavkaniyên navenda daneyê bi astek bilind a tolerasyona xeletiyê berdewam dike.
Tê pêşbînîkirin ku heta sala 2025’an li cîhanê hejmara giştî ya daneyan li gorî sala 10’an 2016 qat zêde bibe.
Dîsa jî, lîtium ji bo serverek an navendek daneya UPS-ê çiqas ewledar e?
Kêmasî: lêçûna bilind a çareseriyên Li-Ion.
Buhayê bataryayên lîtium-ion li gorî çareseriyên standard hîn jî bilind e. Li gorî texmînên SE, lêçûnên destpêkê yên ji bo UPS-yên bi hêza bilind ên ji 100 kVA-yê ji bo çareseriyên Li-Ion dê 1,5 qat zêdetir be, lê di dawiyê de dê teserûfa li ser xwedîtiyê 30-50% be. Ger em bi kompleksa leşkerî-pîşesazî ya welatên din re berhev bikin, wê hingê nûçeyên li ser destpêkirinê li vir e bi bataryayên Li-Ion. Pir caran, bataryayên fosfatê yên hesinê lîtium (di wêneyê de LFP) ji ber erzanbûna wan û ewlehiya mezintir di çareseriyên weha de têne bikar anîn.
Di gotarê de tê gotin ku 100 mîlyon dolar ji bo bataryayên nû yên jêrderyayê hatine xerckirin, em hewl bidin ku wê veguherînin nirxên din ...4,2 hezar ton jicîhkirina binê avê ya keştiyeke Japonî ye. Barkirina rûberê - 2,95 hezar ton. Wekî qaîdeyek, 20-25% ji giraniya qeyikê ji bataryayê pêk tê. Ji vir em bi qasî 740 ton - bataryayên asîdê yên asîdê digirin. Zêdetir: girseya lîtiumê bi qasî 1/3 ya bataryayên asîdê-lebat e -> 246 ton lîtium. Li 70 kWh/kg ji bo Li-Ion em bi qasî 17 MWh hêza rêza batterê distînin. Û ferqa girseya pîlotan jî bi qasî 495 ton e... Li vir em li ber çavan nagirin , ku ji bo her keştiyek binê avê 14,5 ton zîv hewce dike, û bihayê wan 4 qat ji bataryayên asîda pîvaz zêdetir e. Bihêle ez ji we re bi bîr bînim ku bataryayên Li-Ion naha tenê 1,5-2 carî ji VRLA bihatir in, li gorî hêza çareseriyê.
Çi li ser japonan? Pir dereng hat bîra wan ku "ronkkirina qeyikê" bi 700 ton guhertinek di behremendî û aramiya wê de vedihewîne... Dibe ku ew neçar bûn ku çekan li keştiyê zêde bikin da ku dabeşkirina giraniya sêwiranê ya keştiyê vegerînin.
Pîlên lîtium-ion di heman demê de ji bataryayên asîdê-leb kêmtir giran in, ji ber vê yekê sêwirana keştiya binê deryayê ya pola Soryu diviyabû hinekî ji nû ve were sêwirandin da ku balast û aramî biparêze.
Li Japonyayê, du celeb bataryayên lîtium-ion hatine afirandin û gihîştine rewşa xebitandinê: lîtium-nîkel-kobalt-aluminium-oksît (NCA) ku ji hêla GS Yuasa ve hatî hilberandin û lîtium titanate (LTO) ku ji hêla Toshiba Corporation ve hatî hilberandin. Hêzên deryayî yên Japonî dê bataryayên NCA bikar bînin, li gorî Kobayashi, li gorî Kobayashi, ji Avusturalya ji bo karanîna li ser keştiyên jêrderyayî yên pola Soryu di îhaleya vê dawiyê de bataryayên LTO hatin pêşkêş kirin.
Bi zanîna helwesta rêzdar li hember ewlehiyê li Land of the Rising Sun, em dikarin texmîn bikin ku pirsgirêkên ewlehiya lîtiumê hatine çareser kirin, ceribandin û pejirandin.
Rîsk: xetera agir.
Li vir e ku em ê armanca weşanê fam bikin, ji ber ku di derbarê ewlehiya van çareseriyan de ramanên dijberî hev hene. Lê ev hemî retorîk e, lê li ser çareseriyên pîşesaziyê yên taybetî çi ye?
Me berê jî li ser mijarên ewlehiyê gotûbêj kir , lê em dîsa li ser vê mijarê rawestin. Ka em vegerin ser jimarê, ku asta parastina modul û hucreya LMO/NMC ya pîlê ku ji hêla Samsung SDI ve hatî çêkirin û wekî beşek ji UPS-a Schneider Electric tê bikar anîn vekoland.
Pêvajoyên kîmyewî di gotara bikarhêner de hatin nîqaş kirin . Ka em hewl bidin ku di doza meya taybetî de xetereyên gengaz fam bikin û wan bi parastina pir-astî ya di hucreyên Samsung SDI-yê de, ku beşek yekgirtî ya raftek amade-ya Tîpa G Li-Ion-ê ne wekî beşek ji çareseriyek berfireh a ku li ser bingeha Galaxy VM-ê ye, bidin ber hev. .
Ka em bi nexşeyek gelemperî ya metirsî û sedemên şewatê di hucreyek lîtium-ion de dest pê bikin.
Di binê spoilerê de hûn dikarin mijarên teorîkî yên xetereyên şewatê yên bataryayên lîtium-ion û fîzîka pêvajoyan bixwînin.Diyagrama bloka destpêkê ya xetere û sedemên şewatê (Xetereya Ewlehiyê) ya şaneyek lîtium-ion ji Salan 2018
Ji ber ku li gorî strukturên kîmyewî yên hucreya lîtium-ionê cûdahî di taybetmendiyên revîna germî ya hucreyê de hene, li vir em ê li ser pêvajoya ku di gotarê de di şaneyek lîtium-nîkel-kobalt-aluminium de hatî destnîşan kirin (li ser bingeha LiNiCoAIO2) bisekinin. an NCA.
Pêvajoya pêşkeftina qezayek di hucreyekê de dikare li sê qonaxan were dabeş kirin:
- qonaxa 1 (Destpêk). Xebata normal ya şaneyê dema ku pileya zêdebûna germahiyê di hûrdemê de ji 0,2 pileyî derbas neke, û germahiya şaneyê bixwe jî ji 130-200 pileyî derbas nebe, li gorî avahiya kîmyewî ya şaneyê;
- qonax 2, germkirin (Lezkirin). Di vê qonaxê de, germahî zêde dibe, pileya germê bi lez zêde dibe, û enerjiya germî bi rengek çalak tê berdan. Bi gelemperî, ev pêvajo bi berdana gazan pêk tê. Pêveçûna zêde ya gazê divê bi xebitandina valahiya ewlehiyê were telafî kirin;
- qonax 3, revîna termal (Runaway). Germkirina bataryayê li ser 180-200 derece. Di vê rewşê de, maddeya katodê dikeve nav reaksiyonek nerazîbûnê û oksîjenê berdide. Ev asta dûrbûna germî ye, ji ber ku di vê rewşê de dibe ku tevliheviyek gazên şewitandî bi oksîjenê re çêbibe, ku dê bibe sedema şewitandina xwebixwe. Lêbelê, ev pêvajo di hin rewşan de dikare were kontrol kirin, bixwîne - gava ku rejîma faktorên derveyî diguhezîne, di hin rewşan de revîna germî bêyî encamên kujer ji bo cîhê derdorê disekine. Karûbar û performansa hucreya lîtium bixwe piştî van bûyeran nayê hesibandin.
Germahiya hewaya germî bi mezinahiya hucreyê, sêwirana hucreyê û materyalê ve girêdayî ye. Germahiya hewaya termal dikare ji 130 heta 200 pileya Celsius diguhere. Demjimêra revîna termal dikare cûda bibe û ji hûrdeman, demjimêr an jî heta rojan be ...
Li ser hucreyên celebê LMO / NMC di UPS-yên lîtium-ion de çi ye?
- Ji bo pêşîgirtina têkiliya anodê bi elektrolîtê re, qatek seramîk wekî beşek ji şaneyê (SFL) tê bikar anîn. Tevgera îyonên lîtiumê di germahiya 130 pileyî de tê astengkirin.
- Ji xeynî valahiya vekêşana parastinê, pergalek parastinê ya Amûra Over Charge (OSD) tê bikar anîn, ku bi sîgorteyek hundurîn re dixebite û hucreya xerabûyî dişewitîne, nahêle ku pêvajoya dûrbûna termal bigihîje astên xeternak. Digel vê yekê, pergala OSD-ya hundurîn dê zûtir dest pê bike, gava ku zext bigihîje 3,5 kgf / cm2, ango nîvê kêmtir ji zexta bersivê ya valahiya ewlehiyê ya hucreyê.
Bi awayê, sîgorteya hucreyê dê di 2500 çirkeyan de ji 2 A jortir de bixebite. Ka em bihesibînin ku dereceya germê digihîje 10 derece C/min. Di 10 çirkeyan de, hucre dê dem hebe ku dema ku di moda zêdekirinê de ye bi qasî 1,7 pileyî li germahiya xwe zêde bike.
- Di şaneyê de veqetînerek sê qat di moda barkirinê de dê derbasbûna îyonên lîtiumê berbi anodê şaneyê asteng bike. Germahiya astengkirinê 250 pileya Celsius e.
Naha em bibînin ka me bi germahiya şaneyê re çi heye; Ka em bidin ber hev di kîjan qonaxan de cûreyên cûda yên parastinê di asta hucreyê de têne destnîşan kirin.
- Pergala OSD - 3,5+-0,1 kgf/cm2 <= zexta derve
Parastina Zêdetir li dijî zêdebaran.
- Valveya ewlehiyê 7,0+-1,0 kgf/cm2 <= zexta derve
- sîgorteyê di hundurê hucreyê de 2 çirke li 2500A (ji ser moda heyî)
Xetereya revîna germî ya hucreyek rasterast bi dereceya/asta barkirina hucreyê ve girêdayî ye, bêtir agahdarî li vir…Werin em bandora asta barkirina hucreyê di çarçoweya xetereyên revîna termal de binirxînin. Werin em tabloya pêwendiya di navbera germahiya hucreyê û pîvana SOC (Rewşa barkirinê, asta barkirina pîlê) binirxînin.
Asta barkirina pîlê wekî ji sedî tê pîvandin û destnîşan dike ka çiqas ji barkirina tevayî hîn di pîlê de hilanîn dimîne. Di vê rewşê de, em moda barkirina batterê difikirin. Dikare were encamdan ku li gorî kîmyaya hucreya lîtiumê ve girêdayî, dibe ku pîlê dema ku zêde were barkirin cûda tevbigere û xwedan hestiyariya cûda ya ji reviya termal be. Ev ji ber kapasîteya taybetî ya cihêreng (A * h / gram) celebên cûda yên hucreyên Li-Ion e. Her ku kapasîteya taybetî ya hucreyê mezintir be, di dema barkirinê de berdana germê ew qas zûtir e.
Wekî din, di 100% SOC de, pêvekek kurt a derveyî bi gelemperî dibe sedema dûrbûna germî ya hucreyê. Ji hêla din ve, dema ku hucre di% 80 SOC de ye, germahiya germî ya herî zêde ya şaneyê ber bi jor ve diçe. Şane li hemberî şert û mercên awarte berxwedêrtir dibe.
Di dawiyê de, ji bo 70% SOC, dorhêlên kurt ên derveyî dibe ku qet nebe sedema dûrbûna germî. Ango, xetera şewitandina hucreyê bi girîngî kêm dibe, û senaryoya herî muhtemel tenê xebitandina valahiya ewlehiyê ya battera lîtiumê ye.
Digel vê yekê, ji tabloyê em dikarin vê encamê bidin ku LFP (kûçika binefşî) ya pîlê bi gelemperî xwedan bilindbûna germahiyek hişk e, ango qonaxa "germkirinê" bi hêsanî di qonaxa "revîna termal" de derbas dibe, û aramiya ev sîstem ji bo zêdebarkirinê hinekî xerabtir e. Pîlên LMO, wekî ku em dibînin, dema ku ji nû ve dagirtin xwedan taybetmendiyek germkirinê ya nermtir e.
GIRT: Dema ku pergala OSD-ê tê kişandin, hucre ji bo derbasbûnê tê vegerandin. Bi vî rengî, voltaja li ser rackê kêm dibe, lê ew di xebitandinê de dimîne û bi pergala BMS-ê ya raftê bixwe sînyalek ji pergala çavdêriya UPS re peyda dike. Di rewşa pergalek UPS-ê ya klasîk a bi bataryayên VRLA-yê de, pêvekek kin an qutbûnek di nav yek pîlê de di nav rêzek de dikare bibe sedema têkçûna UPS-ê bi tevahî û windakirina fonksiyona alavên IT-ê.
Li ser bingeha jorîn, ji bo doza karanîna çareseriyên lîtiumê di UPS de, xetereyên jêrîn têkildar dimînin:
- Rabûna germî ya hucreyek an modulê wekî encama pêvekek kurt a derveyî - çend astên parastinê.
- Rabûna germî ya hucreyek an modulê ji ber xirabûna battera navxweyî - çend astên parastinê di asta hucre an modulê de.
- Zêde barkirin - parastina ji hêla BMS ve û hemî astên parastinê ji bo raft, modul, hucre.
- Zirara mekanîkî ji bo doza me ne têkildar e, metirsiya bûyerê kêm e.
- Zêdebûna germbûna rack û hemî bataryayên (modul, hucre). Heta 70-90 derece ne krîtîk e. Ger germahiya li odeya sazkirina UPS-ê ji van nirxan rabe, ev tê wê wateyê ku di avahiyê de agir heye. Di bin şert û mercên xebitandina navenda daneyê ya normal de, xetereya bûyerek piçûktir e.
- Kêmkirina jiyana bateriyê di germahiya jûreya bilind de - xebitandina dirêj-dirêj di germahiyên heya 40 pileyî de bêyî kêmbûnek berbiçav di jiyana bateriyê de destûr tê dayîn. Pîlên lîberê ji her zêdebûna germahiyê pir hesas in û li gorî zêdebûna germahiyê jiyana xwe ya mayî kêm dikin.
Ka em li navenda daneya me, doza karanîna jûreya serverê, li nexşeyek metirsiya qezayên bi bataryayên lîtium-ionê mêze bikin. Ka em diyagramê hinekî hêsan bikin, ji ber ku UPS-ên lîtiumê dê di şert û mercên îdeal de werin xebitandin, heke em şert û mercên xebitandinê yên bataryayên di amûr, têlefona we de bidin ber hev.
XELASÎ: Pîlên lîtiumê yên pispor ên ji bo navenda daneyê û UPS-yên jûreya serverê xwedan astek têr parastinê li hember rewşên awarte ne, û di çareseriyek berfireh de, hejmareke mezin ji dereceyên cûda yên parastinê û zêdetirî pênc salan ezmûna di xebitandina van çareseriyan de dihêle ku em behsa wan bikin. astek bilind a ewlehiya teknolojiyên nû. Di nav tiştên din de, divê em ji bîr nekin ku xebitandina bataryayên lîtiumê yên di sektora me de ji bo teknolojiyên Li-Ion dişibin şert û mercên "serayê": berevajî smartphone we di berîka we de, kes dê pîlê li navenda daneyê davêje, zêde germ bibe, dakêşe. her roj, bi awayekî çalak di moda tampon de bikar bînin.
Hûn dikarin hûrguliyên bêtir fêr bibin û bi şandina daxwazek bi e-nameyê re çareseriyek taybetî bi karanîna bataryayên lîtium-ion ji bo odeya server an navenda daneya xwe nîqaş bikin. , an jî bi daxwazek li ser malpera pargîdaniyê .
TECHNOLOGIES VEKIRÎ - çareseriyên berbiçav ên pêbawer ên ji serokên cîhanê, ku bi taybetî li gorî armanc û mebestên we hatine adaptekirin.
Author: Kulikov Oleg
Endezyarê Sêwiranê yê sereke
Beşa Çareseriyên Entegrasyonê
Şirketa Teknolojiyên Vekirî
Tenê bikarhênerên qeydkirî dikarin beşdarî anketê bibin. ji kerema xwe.
Nêrîna we li ser ewlehî û sepandina çareseriyên pîşesaziyê yên li ser bingeha teknolojiyên Li-Ion çi ye?
-
16,2%Xetere, xwe dişewitîne, di bin tu şert û mercan de ez ê têxim odeya servera xwe.11
-
10,3%Ez bi vê yekê re eleqedar nabim, ji ber vê yekê em dem bi dem bataryayên klasîk diguhezînin, û her tişt baş e.7
-
16,2%Divê em li ser bifikirin ka ew dikare ewledar û sozdar be.11
-
23,5%Balkêş e, ez ê li îmkanan bigerim.16
-
13,2%Balkêş! Carekê veberhênan bikin - û netirsin ku tevahiya navenda daneyê ji ber têkçûna yek bataryayek pêşeng bişkînin.9
-
20,6%Balkêş! Awantaj ji dezawantaj û rîskan pir zêdetir in.14
68 bikarhêneran deng dan. 25 bikarhêner jî betal bûn.
Source: www.habr.com