Ngayon, halos lahat ay may telepono sa kanilang bulsa (smartphone, camera phone, tablet) na maaaring mas mahusay kaysa sa iyong desktop sa bahay, na hindi mo na-update sa loob ng ilang taon, sa mga tuntunin ng pagganap. Ang bawat gadget na mayroon ka ay may lithium polymer na baterya. Ngayon ang tanong ay: aling mambabasa ang maaalala nang eksakto kung kailan naganap ang hindi mababawi na paglipat mula sa "mga dialer" patungo sa mga multifunctional na aparato?
Mahirap... Kailangan mong pilitin ang iyong memorya, tandaan ang taon na binili mo ang iyong unang "matalinong" telepono. Para sa akin mga 2008-2010. Sa oras na iyon, ang kapasidad ng isang baterya ng lithium para sa isang regular na telepono ay halos 700 mAh; ngayon ang kapasidad ng mga baterya ng telepono ay umabot sa 4 na libong mAh.
Ang pagtaas ng kapasidad ng 6 na beses, sa kabila ng katotohanan na, halos nagsasalita, ang laki ng baterya ay tumaas lamang ng 2 beses.
Tulad namin , ang mga solusyon sa lithium-ion para sa UPS ay mabilis na sumasakop sa merkado, mayroong maraming hindi maikakaila na mga pakinabang at (lalo na sa isang server room).
Mga kaibigan, ngayon ay susubukan naming maunawaan at ihambing ang mga solusyon batay sa mga baterya ng iron-lithium phosphate (LFP) at lithium-manganese (LMO), pag-aralan ang kanilang mga pakinabang at disadvantages, at ihambing sa bawat isa ayon sa isang bilang ng mga tiyak na tagapagpahiwatig. Ipaalala ko sa iyo na ang parehong uri ng mga baterya ay nabibilang sa lithium-ion, lithium-polymer na mga baterya, ngunit naiiba sa komposisyon ng kemikal. Kung interesado ka sa isang pagpapatuloy, mangyaring, sa ilalim ng pusa.
Mga prospect para sa mga teknolohiya ng lithium sa imbakan ng enerhiya
Ang kasalukuyang sitwasyon sa Russian Federation noong 2017 ay ang mga sumusunod.
Gamit ang pinagmulan: "Konsepto para sa pagbuo ng mga sistema ng imbakan ng kuryente sa Russian Federation," Ministry of Energy ng Russian Federation, Agosto 21, 2017.
Tulad ng nakikita mo, ang teknolohiya ng lithium-ion sa oras na iyon ay nangunguna sa papalapit na teknolohiya sa produksyon ng industriya (pangunahin ang teknolohiya ng LFP).
Susunod, tingnan natin ang mga uso sa Estados Unidos, o mas tiyak, isaalang-alang ang pinakabagong bersyon ng dokumento:
Sanggunian: Ang ABBM ay mga hanay ng enerhiya para sa mga walang patid na supply ng kuryente, na ginagamit sa industriya ng kuryente para sa:
- Pagrereserba ng kuryente para sa mga partikular na mahahalagang mamimili sa kaso ng mga pagkagambala sa supply ng kuryente para sa sariling mga pangangailangan (SN) 0,4 kV sa isang substation (PS).
- Bilang isang "buffer" drive para sa mga alternatibong mapagkukunan.
- Kompensasyon para sa mga kakulangan ng kuryente sa panahon ng peak consumption upang maibsan ang pagbuo ng kuryente at mga pasilidad ng paghahatid.
- Ang akumulasyon ng enerhiya sa araw kung kailan mababa ang halaga nito (oras ng gabi).
Gaya ng nakikita natin, ang mga teknolohiya ng Li-Ion ay matatag na humawak sa nangungunang posisyon noong 2016 at nagpakita ng mabilis na maramihang paglaki sa parehong kapangyarihan (MW) at enerhiya (MWh).
Sa parehong dokumento mababasa natin ang sumusunod:
βAng mga teknolohiyang Lithium-ion ay kumakatawan sa higit sa 80% ng karagdagang kapangyarihan at enerhiya na nabuo ng mga sistema ng ABBM sa United States sa pagtatapos ng 2016. Ang mga bateryang Lithium-ion ay may napakahusay na ikot ng singil at mas mabilis na naglalabas ng naipon na kapangyarihan. Bilang karagdagan, mayroon silang mataas na densidad ng enerhiya (densidad ng kuryente, tala ng may-akda) at mataas na agos ng output, na humantong sa kanilang pagpili bilang mga baterya para sa mga portable na electronics at mga de-kuryenteng sasakyan."
Subukan nating ihambing ang dalawang teknolohiya ng baterya ng lithium-ion para sa UPS
Ihahambing namin ang mga prismatic cell na binuo sa LMO at LFP chemistry. Ito ang dalawang teknolohiyang ito (na may mga pagkakaiba-iba tulad ng LMO-NMC) na ngayon ang pangunahing pang-industriya na disenyo para sa iba't ibang de-koryenteng sasakyan at de-kuryenteng sasakyan.
Ang isang liriko na digression sa mga baterya sa mga de-koryenteng sasakyan ay mababasa ditoItanong mo, ano ang kinalaman ng electric transport dito? Hayaan akong ipaliwanag: ang aktibong pagkalat ng mga de-koryenteng sasakyan gamit ang mga teknolohiyang Li-Ion ay matagal nang nalampasan ang yugto ng mga prototype. At gaya ng alam natin, lahat ng pinakabagong teknolohiya ay dumarating sa atin mula sa mga mahal, bagong larangan ng buhay. Halimbawa, maraming mga automotive na teknolohiya ang dumating sa amin mula sa Formula 1, maraming mga bagong teknolohiya ang dumating sa aming buhay mula sa sektor ng espasyo, at iba pa... Samakatuwid, sa aming opinyon, ang mga teknolohiya ng lithium-ion ay tumagos na ngayon sa mga pang-industriyang solusyon.
Tingnan natin ang talahanayan ng paghahambing sa pagitan ng mga pangunahing tagagawa, chemistry ng baterya at ang mga kumpanya ng automotive mismo na aktibong gumagawa ng mga de-kuryenteng sasakyan (hybrids).
Pipili kami ng eksklusibong prismatic na mga cell na akma sa form factor para magamit sa isang UPS. Tulad ng nakikita mo, ang lithium titanate (LTO-NMC) ay isang tagalabas sa mga tuntunin ng partikular na nakaimbak na enerhiya. May nananatiling tatlong mga tagagawa ng prismatic cell na angkop para sa paggamit sa mga pang-industriya na solusyon, partikular na ang mga baterya ng UPS.
Sipi at isasalin ko mula sa dokumentong βLife cycle assessment of long life lithium electrode para sa electric vehicle batteries- cell para sa LEAF, Tesla at VOLVO busesβ (Orihinal na βLife cycle assessment of long life lithium electrode para sa electric vehicle batteries- cell para sa LEAF , Tesla at Volvo bus" na may petsang Disyembre 11, 2017 mula kay Mats Zackrisson. Karamihan ay sinusuri nito ang mga kemikal na proseso sa mga baterya ng sasakyan, ang impluwensya ng mga vibrations at klimatiko na kondisyon ng pagpapatakbo, at pinsala sa kapaligiran. Gayunpaman, mayroong isang kawili-wiling parirala tungkol sa paghahambing ng dalawang teknolohiya ng baterya ng lithium-ion.
Sa aking libreng pagsasalin ay ganito ang hitsura:
Ang teknolohiya ng NMC ay nagpapakita ng mas mababang epekto sa kapaligiran sa bawat kilometro ng sasakyan kaysa sa teknolohiya ng LFP na may metal anode na cell ng baterya, ngunit mahirap bawasan o alisin ang mga error. Ang pangunahing ideya ay ito: ang mas mataas na density ng enerhiya ng NMC ay nagreresulta sa mas mababang timbang at sa gayon ay mas mababa ang pagkonsumo ng kuryente.
1) Prismatic cell LMO na teknolohiya, tagagawa , nagkakahalaga ng $400.
Hitsura ng LMO cell
2) Prismatic cell LFP na teknolohiya, tagagawa , nagkakahalaga ng $160.
Hitsura ng isang LFP cell
3) Para sa paghahambing, magdagdag tayo ng backup na baterya ng sasakyang panghimpapawid na binuo sa teknolohiya ng LFP at ang kaparehong lumahok sa kahindik-hindik na iskandalo , tagagawa ng True Blue Power.
Hitsura ng TB44 na baterya
4) Para sa objectivity, magdagdag tayo ng karaniwang baterya ng UPS
Hitsura ng isang klasikong baterya ng UPS
Ilagay natin ang source data sa isang table.
Tulad ng nakikita natin, sa katunayan, ang mga selula ng LMO ay may pinakamataas na kahusayan sa enerhiya; ang klasikong lead ay hindi bababa sa dalawang beses na mas mahusay sa enerhiya.
Malinaw sa lahat na ang BMS system para sa Li-Ion battery array ay magdaragdag ng timbang sa solusyon na ito, ibig sabihin, babawasan nito ang partikular na enerhiya ng humigit-kumulang 20 porsiyento (ang pagkakaiba sa pagitan ng netong bigat ng mga baterya at kumpletong solusyon. isinasaalang-alang ang mga BMS system, module shell, baterya cabinet controller). Ang bigat ng mga jumper, switch ng baterya at cabinet ng baterya ay ipinapalagay na may kondisyong pantay para sa mga baterya ng lithium-ion at ang hanay ng baterya ng mga lead-acid na baterya.
Ngayon subukan nating ihambing ang mga kinakalkula na mga parameter. Sa kasong ito, tatanggapin namin ang discharge depth para sa lead bilang 70%, at para sa Li-Ion bilang 90%.
Tandaan na ang mababang partikular na enerhiya para sa isang baterya ng sasakyang panghimpapawid ay dahil sa ang katunayan na ang baterya mismo (na maaaring ituring bilang isang module) ay nakapaloob sa isang metal na hindi masusunog na pambalot, may mga konektor at isang sistema ng pag-init para sa operasyon sa mga kondisyon ng mababang temperatura. Para sa paghahambing, ang isang pagkalkula ay ibinigay para sa isang cell sa TB44 na baterya, kung saan maaari nating tapusin na ang mga katangian ay katulad ng isang maginoo na LFP cell. Bilang karagdagan, ang baterya ng sasakyang panghimpapawid ay idinisenyo para sa mataas na charge/discharge currents, na nauugnay sa pangangailangang mabilis na ihanda ang sasakyang panghimpapawid para sa isang bagong paglipad sa lupa at isang malaking discharge current sa kaganapan ng isang emergency na sakay, halimbawa, pagkawala ng on-board power
Sa pamamagitan ng paraan, ito ay kung paano ang tagagawa mismo ay naghahambing ng iba't ibang uri ng mga baterya ng sasakyang panghimpapawid
Tulad ng nakikita natin mula sa mga talahanayan:
1) Ang kapangyarihan ng cabinet ng baterya sa kaso ng teknolohiya ng LMO ay mas mataas.
2) Mas mataas ang bilang ng mga cycle ng baterya para sa LFP.
3) Ang tiyak na gravity para sa LFP ay mas mababa; nang naaayon, na may parehong kapasidad, ang kabinet ng baterya batay sa teknolohiyang iron-lithium phosphate ay mas malaki.
4) Ang teknolohiya ng LFP ay hindi gaanong madaling kapitan ng thermal runaway, na dahil sa istrukturang kemikal nito. Bilang resulta, ito ay itinuturing na medyo ligtas.
Para sa mga gustong malinaw na maunawaan kung paano maaaring ikonekta ang mga baterya ng lithium-ion sa isang array ng baterya upang gumana sa isang UPS, inirerekomenda kong tingnan dito.Halimbawa, ang diagram na ito. Sa kasong ito, ang netong bigat ng mga baterya ay magiging 340 kg, ang kapasidad ay magiging 100 ampere-hours.
O isang circuit para sa LFP 160S2P, kung saan ang net mass ng mga baterya ay magiging 512 kg at ang kapasidad ay magiging 200 ampere-hours.
Konklusyon: Sa kabila ng katotohanan na ang mga baterya na may chemistry ng iron-lithium phosphate (LiFeO4, LFP) ay kadalasang ginagamit sa mga de-koryenteng sasakyan, ang kanilang mga katangian ay may ilang mga pakinabang kaysa sa kemikal na formula ng LMO, pinapayagan nila ang pagsingil sa mas mataas na kasalukuyang, at hindi gaanong madaling kapitan. sa panganib ng thermal runaway. Anong uri ng mga baterya ang pipiliin ay nananatili sa pagpapasya ng tagapagtustos ng isang handa na pinagsamang solusyon, na tinutukoy ito ayon sa isang bilang ng mga pamantayan, at hindi bababa sa lahat ay ang halaga ng hanay ng baterya bilang bahagi ng UPS. Sa ngayon, ang anumang uri ng mga baterya ng lithium-ion ay mas mababa pa rin sa gastos kaysa sa mga klasikal na solusyon, ngunit ang mataas na tiyak na kapangyarihan ng mga baterya ng lithium sa bawat yunit ng masa at mas maliliit na dimensyon ay lalong magpapasiya sa pagpili para sa mga bagong kagamitan sa pag-imbak ng enerhiya. Sa ilang mga kaso, ang mas mababang kabuuang timbang ng UPS ay tumutukoy sa pagpili sa mga bagong teknolohiya. Ang prosesong ito ay magaganap nang ganap na hindi napapansin, at kasalukuyang nahahadlangan ng mataas na gastos sa mababang presyo na segment (mga solusyon sa sambahayan) at ang pagkawalang-kilos ng pag-iisip tungkol sa kaligtasan ng sunog ng lithium sa mga customer na naghahanap ng pinakamahusay na mga opsyon sa UPS sa pang-industriyang UPS segment na may kapasidad na higit sa 100 kVA. Ang antas ng mid-segment ng UPS power mula 3 kVA hanggang 100 kVA ay maaaring ipatupad gamit ang mga teknolohiyang lithium-ion, ngunit dahil sa maliit na produksyon, ito ay medyo mahal at mas mababa kaysa sa mga yari na serial UPS na modelo gamit ang mga baterya ng VRLA.
Maaari mong malaman ang higit pang mga detalye at talakayin ang isang partikular na solusyon gamit ang mga lithium-ion na baterya para sa iyong server room o data center sa pamamagitan ng pagpapadala ng kahilingan sa pamamagitan ng email , o sa pamamagitan ng paghiling sa website ng kumpanya .
OPEN TECHNOLOGIES β maaasahang komprehensibong solusyon mula sa mga pinuno ng mundo, partikular na inangkop sa iyong mga layunin at layunin.
May-akda: Kulikov Oleg
Nangungunang Design Engineer
Departamento ng Mga Solusyon sa Pagsasama
Open Technologies Company
Pinagmulan: www.habr.com