- Перевага № 1 - Вага і розміри набагато менше
- Перевага № 2 - Superior Resilience
- Перевага № 3 великий термін служби
- The Incumbent: Lead-Acid
- The Newcomer: Lithium-Ion
- Примітка «Ваш Сонячний Дім»
Наша сеть партнеров Banwar
Переклад витяги з нової книги: Off Grid Solar: A handbook for Photovoltaics with Lead-Acid or Lithium-Ion batteries . Переклад: «Ваш Сонячний Дім». При повному і частковому копіюванні передруці посилання обов'язкове .
Ми бачили безліч автономних систем, в яких свинцево-кислотні акумулятори вийшли з ладу. Якщо їх обслуговувати, вони працюють декілька років, але потім вони втрачають свою ємність. Я працюю з літій-іонними батареями останні кілька років, і, незважаючи на те, що системи з ними значно складніші і дорожчі, вони мають незаперечні і дивовижні переваги. На основі мого досвіду я впевнений, що через кілька років в автономних енергосистемах буде використовуватися все менше свинцево-кислотних акумуляторів.
Я думаю, що зараз ми знаходимося на переломному моменті, коли визначається, які акумулятори будуть використовуватися в автономних енергосистемах. Ми на етапі переходу від випробуваних свинцево-кислотних до літієвим акумуляторам, що показує більш високу щільність заряду, поліпшену надійність і тривалий термін служби.
Останнім часом деякі компанії стали виробляти економічно ефективні літій-іонні батареї, які продаються за ціною близько $ 400 / кВт * год. Tesla , LG Chemical , Sonnen , Simpliphi Power , і Lithionics всі мають надійні акумулятори за осудну ціну. Нещодавно німецький виробник автомобілів Mercedes-Benz аннонсіровал вхід на ринок стаціонарних систем зберігання електроенергії з їх Mercedes-Benz Energy .
А як же свинцево-кислотні батареї? Вони використовуються так довго, що стали товарної цінністю. Їх якість відрізняється дуже сильно в залежності від того, хто їх зробив, але сама технологія практично однакова у всіх виробників. Такі виробники, як Trojan , Rolls / Surrette , і MK / Deka присутні на ринку десятиліттями. Навіщо ж міняти двохсотлітню технологію? І що дозволяє літієвим акумуляторами змінити свинцево-кислотні?
Перевага № 1 - Вага і розміри набагато менше
Незважаючи на те, що висока щільність енергії не дуже важлива для стаціонарних установок, вона є критичною для електромобілів і носяться пристроїв. Збільшена щільність енергії полегшує розгортання і установку і для стаціонарних систем зберігання енергії.
Графік вище ілюструє, що літієві батареї приблизно в 3 рази легше і в 2 рази менше за обсягом у порівнянні з свинцево-кислотними акумуляторами (flooded, AGM, and gel). Літієві батареї сильно виділяються в порівнянні з традиційними акумуляторами, тому що вони мають набагато більшу щільність енергії.
Перевага № 2 - Superior Resilience
Всі батареї страждають від переразряда і екстремальних температур. Свинцево-кислотні батареї в загальному випадку більш чутливі до цих перевантажень і пошкоджуються, якщо розряджаються занадто швидко або занадто глибоко. Вони втрачають термін служби якщо розряджаються більше 50% або якщо струм розряду перевищує 1/8 ємності.
Літієві батареї можна без проблем розряджати на 80% струмом до 1/2 ємності майже без втрати ємності. Таблиця вище показує типові характеристики 3 типів батарей: свинцево-кислотних рідким електролітом і герметизованих (AGM і гелеві) і літій-іонних.
Крім переваги в глибині розряду, літієві батареї менше втрачають ємність при аналогічному циклировании.
Перевага № 3 великий термін служби
Початкова вартість різних типів акумуляторів, USD / кВт * год
Початкова вартість літієвих батарей набагато більше, ніж для інших (традиційних) акумуляторів - див. Графік вище. Так як літій-іонні акумулятори - це нова технологія, вони мають великий потенціал щодо зниження вартості. Найближчим часом очікується зниження вартості до 300-400 USD / кВт * год. Але так чи справедливо порівнювати акумулятори тільки за їх початкової вартості і ємності? Звичайно, ні!
Початкова вартість акумуляторної батареї важлива при визначенні капітальних вкладень в систему енергопостачання. Але набагато важливіше оцінити вартість зберігання енергії протягом терміну служби.
Вартість зберігання енергії в різних типах акумуляторів, USD / кВт * год
Графік вище краще для порівняння, тому що враховує глибину розряду і типове число циклів заряд-розряд протягом терміну служби. Видно, що дешеві свинцево-кислотні акумулятори мають найнижчу ціну циклу, але тільки за умови, що вони правильно експлуатуються і обслуговуються. Нагадаємо, що свинцево-кислотні акумулятори повинні ВІДРАЗУ і ПОВНІСТЮ заряджатися після розряду, щоб отримати заявлені виробниками цифри по терміну служби. На жаль, в автономних системах електропостачання, особливо з сонячними батареями і вітроустановками, це далеко не завжди можливо. Якщо не підтримувати ідеальні для свинцево-кислотних акумуляторів умови по експлуатації, вартість циклу зберігання енергії зростає.
Літієві акумулятори вимагають менше обслуговування і більш стійкі до нерегулярного заряду. Якщо розглядати всі вищевикладені фактори, то літієві акумулятори будуть кращими для автономної енергосистеми. Крім того, літієві акумулятори мають приблизно в 6 разів більше циклів заряду-розряду, що знижує вартість робіт і вартість доставки при їх набагато більше рідкісній заміні.
The Incumbent: Lead-Acid
В даний час найбільш безпечним вибором акумулятора для системи електропостачання будуть випробувані і передбачувані свинцево-кислотні акумулятори. Контролери заряду для сонячних батарей і інвертори, які продаються зараз, спроектовані для роботи зі свинцево-кислотними акумуляторами. Вони випробувані в реальних установках. Також, важливим є їх більш низька ціна в порівнянні з літієвими акумуляторами. Якщо правильно стежити і обслуговувати свинцево-кислотні акумулятори, вони будуть працювати з ККД 80-90%.
2 основні різновиди свинцево-кислотних акумуляторів - з рідким електролітом і герметизовані. Перші - найдешевші, але також і більш схильні до виходу з ладу через неправильні експлуатації та обслуговування. Якщо ви хочете мінімізувати обслуговування ваших акумуляторів, то VRLA (герметизовані) акумулятори будуть найкращим вибором.
The Newcomer: Lithium-Ion
Десятиліттями свинцево-кислотні акумулятори були домінуючими в автономних системах електропостачання. З появою на масовому ринку електромобілів, літій-іонна технологія була значно поліпшена, їх вартість постійно знижується і такі акумулятори стали обґрунтованим вибором і для автономних сонячних енергосистем, а також систем з сонячними батареями і самопотребленіем.
Літієві акумулятори тільки починають (стаття написана в 2016 р) широко застосовуватися в великих сонячних енергостанцій, але вони давно вже застосовуються в портативної і переносний техніці багато років. Завдяки їх високій щільності енергії вони є кращим вибором для носяться і пересувних електростанцій і пристроїв.
Примітка «Ваш Сонячний Дім»
У статті згадуються літій-іонні акумулятори в загальному сенсі. В останні роки для автономних енергосистем найкращим вибором серед літієвих акумуляторів є літій-залізо-фосфатні (аббрівеатура LFP або LIP). Вони набагато надійніше, довговічніше і безпечніше, ніж звичайні літій-іонні акумулятори, які застосовуються в мобільних телефонах і інших електронних гаджетах. Див. Статті про літій-залізо-фосфатні акумулятори.
А як же свинцево-кислотні батареї?Навіщо ж міняти двохсотлітню технологію?
І що дозволяє літієвим акумуляторами змінити свинцево-кислотні?
Але так чи справедливо порівнювати акумулятори тільки за їх початкової вартості і ємності?