48 V litium-ion akkumulyatorun enerji çevrilməsində nə qədər səmərəli olduğunu necə müəyyən etmək olar?

48 V litium-ion akkumulyator sistemlərində dövrədən keçmə səmərəliliyinin (RTE) anlaşılmaması

Dövrədən keçmə səmərəliliyi (RTE) 48 V litium-ion akkumulyator üçün nəyi ölçür?

Dövrədən istifadə effektivliyi (RTE) göstəricisi, 48 V litium-ion akkumulyatorun gücün saxlanılmasında və lazım olduqda onu geri verilməsində nə qədər yaxşı olduğunu göstərir. Əsasən, bu göstərici tam bir doldurma və boşalma dövrü ərzində daxil olan enerjiyə nisbətən çıxan istifadə edilə bilən enerjinin miqdarını qiymətləndirir. Akkumulyatorlar effektivlik itirdikcə, onların daxilində bir sıra proseslər baş verir. Hüceyrələrin özündə həmişə müqavimət olur, həmçinin intensiv işlədikdə istiləşirlər və eyni zamanda kimyəvi reaksiyalar da mükəmməl getmir. Bu gün əksər yeni 48 V litium sistemləri təxminən 90–95% RTE göstərir. Bu, hər bir doldurma-boşalma dövründə enerjinin 5–10%-nin itirilməsi deməkdir. Pul baxımından belə kiçik yaxşılaşdırmalar belə böyük əhəmiyyət kəsb edir. ABŞ Enerji Departamentinin 2023-cü ildə enerji saxlama texnologiyaları haqqında dərc etdiyi qiymətləndirmə hesabatında dərc olunan araşdırmalara görə, RTE göstəricisinin yalnız 5 faiz artması ölkədəki fabriklər və anbarlarda istifadə olunan hər bir akkumulyator üçün illik təxminən 250 kilovat-saatlıq itirilmiş elektrik enerjisini azaldar.

Baz müqayisəsi: 90–95% RTE qarşı Qurğuşun-turşu (70–80%) və bunun nəyə görə vacib olduğu

Lityum-ion texnologiyası enerji çevrilmə səmərəliliyində qurğuşun-turşuya görə əhəmiyyətli dərəcədə üstün gəlir:

Bu 15–25 faizlik fərq ölçülməsi mümkün üstünlüklər təmin edir:

• Aşağı enerji xərcləri : 95% RTE sistemli qurğu eyni çıxış üçün 80% RTE-li qurğuşun-turşu qurğusuna nisbətən şəbəkədən təqribən 20% az enerji çəkir
• Uzun Xidmət Hayaati : Azalmış istilik yaranması elementlərin və onlara xidmət edən elektronikanın deqradasiyasını yavaşladır
• Edirgələnmə Azalması : Daha yüksək səmərəlilik hər batareyaya illik 1,2–1,8 ton CO₂ emissiyasının azalmasına səbəb olur (BEA, Bərpa olunan Enerji İnteqrasiyası Hesabatı , 2023)

Bu üstünlüklər RTE-ni missiya-əhəmiyyətli və ya yüksək dövr saylı tətbiqlər üçün ROI modelləşdirməsində qərarverici amil edir.

48 V Litium-ion Akkumulyatorun Səmərəliliyini Azaldan İş Şəraitləri

Aşağı Temperaturun Təsiri: 10 °C-dən Aşağıda %15-dən Çox Səmərəlilik Itirisi

Temperatur 10 dərəcə Selsiydan aşağı düşəndə 48 voltlu litium-ion akkumulyatorlar ionların daha yavaş hərəkət etməsi və daxili müqavimətin artması səbəbindən təxminən 15 faiz enerji dövrü səmərəliliyini itirməyə başlayır. Temperatur mənfi on dərəcə Selsiyə enəndə vəziyyət daha da pisləşir; bu halda akkumulyatorun tutumu normal iş rejimi — yəni 25 dərəcə Selsiydə — nisbətən 30 faizdən çox azala bilər. Litium-ion akkumulyatorlar bu soyuq temperaturlarda qurğuşun turşusu akkumulyatorlarının yaşamadığı problemlərlə üzləşir. Məsələn, elektrodlarda litiumun platinləşməsi və elektrolitin qalınlaşaraq işlənməsinin çətinləşməsi kimi problemlər müşahidə olunur. Bu problemlər akkumulyatorun yüklənmə və boşalma sürətini yavaşladığının yanında akkumulyatorun tez yaşlanmasına da səbəb olur. Şəbəkəyə qoşulmamış günəş panellərindən istifadə edən şəxslər, qarlı bölgələrdə istifadə olunan elektrik avtomobillər və etibarlı enerji çıxışı tələb edən fövqəladə ehtiyat sistemləri üçün bu çox vacibdir. Belə hallarda istilik idarəetmə sadəcə arzuolunan bir şey deyil; akkumulyatorların reklamda göstərilən kimi işləməsini təmin etmək üçün tamamilə zəruri bir tədbirdir.

Daxili müqavimət və istilik iti ilə əlaqəli yüksək C-dərəcəli boşalma təsirləri

Batteriyalar 1C-dən çox sürətlərlə boşaldıqda, gərginlikdə sürətli düşmə və əhəmiyyətli omik istiləşmə effektləri müşahidə olunur. Saxlanılan enerjinin təxminən %20-i faydalı enerjiyə çevrilmək əvəzinə itirilən istilik kimi itirilir. Nəticədə yaranan istilik birikməsi elektrodların deqradasiyasını sürətləndirir və zamanla batteriyanın tutumunda qalıcı itkiyə səbəb olur. Təkrarlanan sürətli doldurma dövrləri katod strukturlarına və bərk maddələrlə elektrolit arasındakı həssas sərhədlərə əlavə gərginlik tətbiq edir; bu da bir çox doldurma-boşaltma dövründən sonra batteriyanın performansını nəhayət təsirləyir. Zirvə tələb dövrlərində %90-dan yuxarı səmərəlilik saxlamağa yönələn sistemlər üçün mühəndislər möhkəm istilik idarəetmə həllərinin yanında ağıllı yük balanslaşdırma strategiyalarını da tətbiq etməlidirlər. Batteriya İdarəetmə Sistemləri (BİS) burada da mühüm rol oynayır: daxili müqavimətdə baş verən anidən artımları daim izləyərək, təhlükəli istilik qaçması şəraitinə doğru getməyə başlayan hadisələrə nəzarət etməzdən əvvəl müdaxilə edirlər.

48 V litium-ion akkumulyatorunun səviyyəsi üzrə optimallaşdırılması

BMS intellekti: Reallıqda balanslaşdırma, istilik idarəetməsi və səmərəliliyin qorunması

48 V litium-ion sistemləri üçün keyfiyyətli Birlik İdarəetmə Sistemi (BMS) enerjiyə qayıdış səviyyəsini (RTE) qəbul ediləbilən səviyyədə saxlamaqda vacib rol oynayır. Sistem daimi olaraq ayrı-ayrı elementlərin gərginliklərini, temperaturlarını və cərəyan axınını izləyir və bu da elementlərin dinamik balanslaşdırılmasını təmin edir; beləliklə, elementlərin uyğunsuzluğundan yaranan enerji itirilməsi qarşısı alınır. Temperaturun idarə edilməsi başqa bir əsas funksiyadır. Temperatur 20–30 °S aralığında saxlanıldığında BMS, temperatur 10 °S-dən aşağı düşdükdə baş verən əhəmiyyətli RTE itirmələrini qarşısını ala bilir; çünki bu temperaturda səmərəlik adətən 15%-dən çox azalır. Şarj və boşalma proseslərinə real vaxtda düzəlişlər etmək müqavimət itkilərini və histerizis adlandırılan çətin gərginlik sürüşmələrini azaldır. Bu məsələnin əsl önəmi isə BMS-in aşırı şarj, dərin boşalma və anidən yüksələn cərəyan zirvələri kimi təhlükəli halları qarşısını almağındadır; belə hallar çevirmə səmərəliliyini yavaş-yavaş azaldır. Belə qoruyucu tədbirlər yalnız batareyanın əvəz olunması üçün lazım olan müddəti uzadır, həmçinin onun işləmə müddəti ərzində sabit RTE performansını təmin edir.

Kimya müqayisəsi: 48 V litium-ion akkumulyator enerji çevrilməsi üçün LiFePO₄ və NMC

Dövr sabitliyi, gərginlik sabitliyi və daxili müqavimət arasında kompromis

Seçilən kimya 48 V sistemlərində RTE-nin davranışında əsas rol oynayır. Məsələn, LiFePO4 (LFP) materialına baxaq. Bu material özünün sabit olivin kristal quruluşu səbəbilə minlərlə sikldən sonra belə tutumunun 80%-dən çoxunu saxlayaraq qeyri-adi sikl sabitliyi göstərir. Onun hüceyrə başına təxminən 3,2 voltluq daha aşağı gərginlik qiyməti bu materiala müəyyən tətbiqlərdə daha yaxşı iş performansı xüsusiyyətləri verir. Enerji sıxlığı təxminən 90–120 Vt·saat/kq dərəcəsində olduqca yüksək deyil, lakin LFP-ni digər materiallardan fərqləndirən onun yüklənmə zamanı sabit güc çıxışı saxlamaq və daxili istiləşmə problemlərinə qarşı davamlılıq göstərmə qabiliyyətidir. Digər tərəfdən, NMC akkumulyatorlar hüceyrə başına 3,6–3,7 voltluq gərginliklə və 150–250 Vt·saat/kq aralığında əhəmiyyətli dərəcədə daha yüksək enerji sıxlığı ilə daha güclü performans təmin edir. Bununla belə, bu üstünlüklər müəyyən qiymətə başa gəlir. Əksər NMC hüceyrələri daha sürətli deqradasiyaya uğrayır və ömrü 1000–1500 sikl arasında sona çatır. Bundan əlavə, kobalt komponentlərindən qaynaqlanan artmış müqavimət və temperatur dəyişikliklərinə qarşı daha yüksək həssaslıq səbəbilə uzun müddətli yüksək güc boşalması zamanı RTE göstəriciləri LFP-yə nisbətən təxminən 3–5% aşağı olur. Buna görə də uzunmüddətli etibarlılıq kompakt ölçülərdən daha vacib olduğu statik tətbiqlərdə, məsələn, günəş enerjisi saxlama sistemlərində LFP istifadəsi geniş yayılmışdır. Eyni zamanda, portativ cihazlarda hər qramın əhəmiyyət kəsb etdiyi hallarda istehsalçılar hələ də NMC akkumulyatorları üstün tuturlar.

عمومی سواللار بؤلومو

Batteriyalarda dövrə effektivliyi (RTE) nədir?

Dövrə effektivliyi (RTE), tam bir yüklənmə-boşalma dövründə batteriyaya verilən enerjiyə nisbətən onun təmin etdiyi istifadə edilə bilən enerjinin miqdarını ölçür.

RTE litium-ion batteriyalar üçün niyə vacibdir?

RTE, enerji xərclərini, batteriyanın ömrünü və emissiyaları təsir edir; buna görə də yüksək effektivlik və dövrlər tələb edən tətbiqlərdə investisiya gəlirinin qiymətləndirilməsi üçün çox vacibdir.

Temperatur litium-ion batteriyanın effektivliyini necə təsir edir?

Aşağı temperaturlar effektivliyi əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər; 10°C-dən aşağı temperaturlarda daxili müqavimətin artması və ionların hərəkətinin yavaşlaması səbəbilə itki 15%-dən arta bilər.

Batteriya İdarəetmə Sistemi (BMS) batteriyanın effektivliyini optimallaşdırmaqda hansı rol oynayır?

BMS, hüceyrə gərginliklərini idarə edərək, temperaturu tənzimləyərək, yüklənmə/boşalma proseslərinə real vaxtda düzəlişlər edərək və effektivliyi zədələyə biləcək zərərləri qarşısını alaraq effektivliyi optimallaşdırır.