Erinevat tüüpi patareidon energiasalvestussüsteemides kriitilise tähtsusega. Need mõjutavad otseselt toimivust, kulusid ja pikaajalist-usaldusväärsust.
Tänapäeval kasutatakse palju akutüüpe. Nende hulka kuuluvadliitium-ioon, plii-happe-, naatrium-ioon, vooluakud, naatrium-väävel, nikkel-kaadmium, tsink-õhk ja tahkis{6}}akud.Iga tüüp on valmistatud erinevatele vajadustele. Mõned neist töötavad hästi kulutundlike{1}süsteemide jaoks. Teised on loodud nõudlike keskkondade jaoks, nagu külmhoone või võrgu{3}}skaalarakendused.
Õige aku valimine ei ole aga alati lihtne. Kui valite vale tüübi, võivad tekkida probleemid. Kulud võivad tõusta. Eluiga lüheneb. Reaalsetes BESS-projektides võib jõudlus muutuda ebastabiilseks.
Selles artiklis analüüsitakse erinevat tüüpi patareisid.
Mis on aku energiasalvestussüsteem (BESS)
Siin on lihtne viis selle panemiseks. Süsteem salvestab energiat, kui toide on saadaval. Võtame näiteks päikeseenergia. Päeva jooksul saab seda säilitada. Hiljem, kui nõudlus suureneb või pakkumine väheneb, kasutab süsteem seda energiat.
Seotud lugemine:Kuidas taastuvenergia aku salvestamine töötab?
Miks on BESSi jaoks õige akukeemia valimine ülioluline?
- Paljudes akusalvestusprojektides moodustab aku üle 60% süsteemi kogumaksumusest.
- Erinevat tüüpi akud toimivad omal moel. Mõned kestavad kauaee. Mõned maksavad vähem. Teised sobivad teatud tingimustel, näiteks madalatel temperatuuridel. Aku määrab ka süsteemi toimimise aja jooksul. See tähendab selliseid asju nagu tõhusus, eluiga ja hooldusvajadused.
Seetõttu on akutüüpide mõistmine esimene samm energiasalvestusprojektide jaoks lahenduse valimisel.
8 tüüpi akusid, mida kasutatakse energiasalvestussüsteemides
Tänapäeval kasutatakse energiasalvestussüsteemides mitut tüüpi akusid.
Igaüks neist on loodud erinevatele vajadustele,{0}}mõned keskenduvad kuludele, teised elueale ja mõned jõudlusele nõudlikes keskkondades.
Asjade võrdlemise hõlbustamiseks on siin kiire ülevaade:
| Aku tüüp | Kulutase | Eluiga | Võtme tugevus | Parim kasutuskohver |
| Liitium{0}}ioonaku | Keskmine – kõrge | Pikk (3000–5,000+) | Tasakaalustatud jõudlus | Kaubanduslik, päikeseenergia, tööstuslik |
| Plii-happeaku | Madal | Lühike | Madal ettemaksukulu | Väikesed süsteemid, varundus |
| Naatrium{0}}ioonaku | Keskmine | Keskmine-pikk | Tugev madala{0}}temperatuuri jõudlus | Külmhoone, õues |
| Voolu aku | Kõrge | Väga pikk (10,000+) | Pikaajaline{0}}salvestus | Ruudu-skaala, taastuv |
| Naatrium-väävliaku | Kõrge | Pikk | Stabiilne suuremahuline{0}}väljund | Utiliidi{0}}mastaabiprojektid |
| Nikkel{0}}kaadmiumaku | Kõrge | Pikk | Töötab ekstreemsetes tingimustes | Karmid keskkonnad |
| Tsink{0}}õhkpatarei | Madal (potentsiaalne) | Piiratud | Madalad{0}}materjalid | Arenev tehnika |
| Tahkis{0}}aku | Väga kõrge | TBD |
Kõrge ohutuspotentsiaal
|
Tulevased rakendused |
Nüüd vaatame iga akutüüpi lähemalt.👇
Liitium{0}}ioonakud
Liitium{0}}ioonakud ei ole ainult ühte tüüpi. Neid on erineva keemiaga.
Levinud liitiumioonide tüübid{0}
- LFP (liitiumraudfosfaat) – see on tuntud kui ohutu ja kestab kaua.
- NMC (nikkel-mangaankoobalt) – sellel on suurem energiatihedus, seega on see kompaktsem.
- NCA (nikkelkoobaltalumiinium) – sellel on kõrge energiatihedus ja seda kasutatakse sageli elektrisõidukites.
- LTO (liitiumtitanaat) – see pakub äärmiselt pikka eluiga ja saab väga kiiresti laadida.
- LCO (liitiumkoobaltoksiid) - Sellel on kõrge energiatihedus. Kuid see ei kesta nii kaua. Ja termiline stabiilsus on madalam.
- LMO (liitiummangaanoksiid) - See tagab hea termilise stabiilsuse ja tugeva võimsuse. Kuid eluiga on tavaliselt lühem kui LFP või NMC.
Liitium{0}}ioonakude peamised eelised
- Suure energiatihedusega -LFP akud salvestavad tavaliselt 120–200 vatt-tundi kilogrammi kohta. NMC võib ulatuda kuni 250-ni. See tähendab, et saate väiksemasse ruumi rohkem energiat pakkida.
- Pikk tööiga -LFP akud kestavad sageli 3000–5000 tsüklit või rohkem. See on palju pikem kui plii{6}}hape.
- Kiire ja tõhus laadimine -Need jõuavad 80% laadimiseni ühe kuni kahe tunniga. Saate teha ka juhuslikku laadimist ilma aku palju kulumata.
- Hooldus puudub -Kastmist ega ühtlustamist pole vaja. See vähendab rutiinset tööd ja tööjõukulusid.
- Kliimakindlus -Need töötavad laias temperatuurivahemikus, tavaliselt -20 kraadist kuni 60 kraadini tühjenemisel.
Mida liitium{0}}ioonakude puhul arvestada
- Kõrgem eelkulu -Tavaliselt on see kaks kuni kolm korda suurem kui plii-hape. See tähendab projektidesse suuremat alginvesteeringut.
- Materjalist sõltuvus -Need akud toetuvad teatud materjalidele. Liitium, nikkel ja koobalt on võtmetähtsusega. Pakkumine ja hinnad võivad aja jooksul muutuda.
👉Tavaline päikesesüsteemides, kommertsprojektides ja tööstuslikes rakendustes, kus stabiilne jõudlus ja pikaajaline{0}}kindlus on olulised.
Seotud lugemine:Liitium{0}}ioonakude projekteerimine ja tootmine
Plii{0}}happeakud
Kui teie esmane prioriteet on madalate kulude hoidmine,plii-happeakudon tavaliselt esimene võimalus, mida kaaluda.
Neid on kasutatud aastakümneid ja need on endiselt laialdaselt saadaval. Tehnoloogia on lihtne, hästi mõistetav ja hõlpsasti rakendatav väiksemates süsteemides.
Peamised eelised ja piirangud
| Kategooria | Üksus | Kirjeldus |
| Eelised | Madalad algkulud | Tavaliselt 30-50% madalam eelkulu kui liitiumioonakud |
| Küps tehnoloogia | Aastakümneid kasutatud tõestatud töökindluse ja stabiilsete tarneahelatega | |
| Lihtne asendamine | Standardne disain muudab hankimise ja asendamise lihtsaks | |
| Piirangud | Lühem eluiga | Tavaliselt 500{2}}1500 tsüklit, palju vähem kui liitiumpatareidel |
| Vajalik hooldus | Vajab jõudluse säilitamiseks kastmist ja tasandamist | |
| Madalam efektiivsus | Tavaliselt 70-85% edasi-tagasi kasutegur, mis suurendab energiakadu |
👉Plii-happeakusid kasutatakse tavaliselt väikesemahulistes-süsteemides või kulutundlikes-projektides, kus esialgse investeeringu minimeerimine on olulisem kui pikaajaline jõudlus-.
Naatrium{0}}ioonakud
Need on kujunemas ka tugeva alternatiivina liitium{0}}ioonidele konkreetsetes stsenaariumides, näiteks madala-temperatuuri ja kulu{2}}tundlikes projektides.
🔎 Naatrium{0}}ioonakude põhiomadused
| Kategooria | Üksus | Kirjeldus |
| Eelised | Tugev madal{0}}temperatuur esitus |
Säilitab stabiilse võimsuse ja väljundi miinus{0}}keskkondades, ideaalne külmhoones ja välitingimustes |
| Parem ohutus | Madalam termilise põgenemise oht teatud tingimustel, toetades samat tööd | |
| Tooraine ohtralt | Kasutab laialdaselt kättesaadavaid elemente, nagu naatrium, aidates vähendada kulusurvet ja tarneriske | |
| Piirangud | Madalam energiatihedus | Nõuab sama mahu jaoks rohkem ruumi kui liitium{0}}ioon |
| Kommertsialiseerimise varajases staadiumis{0}} | Arendatakse endiselt ja suuremahulisi{0}}juurutusi on vähem | |
| Vähem küps ökosüsteem | Piiratud tarneahel ja integratsioon võrreldes liitium{0}}ioonidega |
👉Naatrium{0}}ioonakud sobivad hästi külmhooneks. Nad töötavad hästi ka õues. Ja need sobivad suurepäraselt projektidele, mis vajavad stabiilset jõudlust madalatel temperatuuridel.
Voolupatareid
Voolupatareidon ruudustiku{0}}skaalarakendustes tavalised.
Nad salvestavad energiat vedelates elektrolüütides. Voolupatareide abil saate energiavõimsust ja võimsust eraldi mõõta. Seetõttu sobivad need hästi suurte ja paindlike süsteemide jaoks.
Peamised eelised
• Pikk tsükli eluiga - Tsükli eluiga ületab sageli 10 000 kuni 20 000 tsüklit. Aja jooksul on väga vähe kulumist.
• Stabiilne jõudlus - Isegi pikkade tühjendusperioodide ajal jääb väljund ühtlaseks.
• Skaleeritav disain - Energiamahtu saab suurendada elektrolüüdi mahu suurendamisega.
• Ideaalne pikaajaliseks-säilitamiseks - Toetab tavaliselt 4–12+ tundi pidevat tühjendamist.
Piirangud
• Madalam energiatihedus - Seega võtavad need süsteemid palju rohkem ruumi kui liitiumioonid{1}}.
• Süsteemi suurem jalajälg - Mahutid, pumbad ja torustikud suurendavad paigalduse üldist suurust.
• Suurem süsteemi keerukus - Töötamiseks ja juhtimiseks on vaja rohkem komponente.
• Kõrgem eelkulu - Väiksemate projektide puhul võib see esialgne investeering olla eriti suur.
Naatrium-väävel (NaS) akud
Naatrium-väävliakud-nimetatakse sageli NaS-i-kasutatakse tavaliselt suuremahulistes-projektides. Need on võrgu-tasandi energiasalvestusprojektid.
Nad töötavad kõrgel temperatuuril. See annab neile suure energiatiheduse. Samuti aitab see neil pakkuda stabiilset väljundit pikka aega.
Mis teeb need kasulikuks
- Kõrge energiatihedus{0}}See on suurem kui paljudel traditsioonilistel akutüüpidel. Nii et need sobivad hästi suure-võimsusega süsteemide jaoks.
- Võimaldab pakkuda stabiilset võimsust pika aja jooksul-Saate ühtlase võimsuse isegi pikaajalise tühjenemise ajal.
Millega arvestada
- Töötemperatuur on kõrge. Tavaliselt töötavad need 300-350 kraadi juures. Nende toimimiseks on vaja pidevat kuumutamist.
- Soojusjuhtimine on kohustuslik. Nad vajavad head isolatsiooni ja hoolikat temperatuuri reguleerimist. See hoiab asjad turvalisena ja stabiilsena.
- Süsteem on keerulisem. Teil on vaja tegeleda täiendavate kütte- ja ohutussüsteemidega. See lisab üldise disaini keerukust.
Nikkel{0}}kaadmiumakud
Nikkel{0}}kaadmiumakud-nimetatakse ka Ni-Cd-, mis on tuntud kui vastupidavad ja usaldusväärsed.
Need töötavad hästi karmides temperatuurides ja toetavad sügavat tühjenemist. Kuigi teistel akudel võib probleeme olla, töötavad need pidevalt. Seetõttu kasutatakse neid sageli seal, kus jõudlus on olulisem kui kulu.
Mis teeb need kasulikuks
- Tugev vastupidavus ja pikk kasutusiga
- Usaldusväärne jõudlus äärmuslikel temperatuuridel
- Talub sügavat eritist ilma oluliste kahjustusteta
Millega arvestada
- Kõrgem hind võrreldes enamlevinud akutüüpidega
- Kaadmiumisisalduse tõttu on keskkonnaprobleemid
- Paljudes rakendustes asendatakse see järk-järgult liitiumi{0}}põhiste alternatiividega
Tsink{0}}õhkpatareid
Tsink{0}}õhkpatareidneid arendatakse endiselt suuremahuliseks{0}}energia salvestamiseks. Nad on praegu algstaadiumis. Kuid nad pälvivad tähelepanu. Inimesed näevad oma potentsiaali.
Miks nad silma paistavad
- Neil on kõrge teoreetiline energiatihedus. Seda seetõttu, et nad kasutavad õhust saadavat hapnikku. See annab neile palju suurema energiapotentsiaali kui paljudele teistele akutüüpidele.
- Materjale on palju ja need on madalad{0}}. Need on peamiselt valmistatud tsingist ja õhust. Mõlemat on lihtne hankida, mis aitab hoida materjalikulusid aja jooksul madalal.
Mis neid tänapäeval piirab
- Laadimine on endiselt väljakutse. Tõhusus ja tsükli stabiilsus on piiratud. See raskendab-pikaajalist kasutamist.
- Neid ei ole veel laialdaselt kasutusele võetud. Enamik tsink{1}}õhutehnoloogiaid on alles väljatöötamisel. Praegu pole saadaval palju suuremahulisi-proovitud installatsioone.
Tahkis{0}}akud
Tahkis{0}}akudneid peetakse laialdaselt järgmiseks suureks sammuks akutehnoloogias. Nad ei kasuta vedelaid elektrolüüte. Selle asemel tuginevad nad tahketele materjalidele. See võib muuta need turvalisemaks. See võib anda neile ka suurema energiatiheduse.
Mis teeb nad paljulubavaks
- Suurem ohutuspotentsiaal koos väiksema lekke- või termilise põgenemise ohuga
- Suurem energiatihedus võrreldes paljude praeguste akutehnoloogiatega
Mis neid tänapäeval piirab
- Ikka veel arendus- ja turustamisjärgus
- Kõrge hind ja tootmisprobleemid
👉Staid-state{0}}akud on tõenäoliselt osa täiustatud energiasalvestussüsteemidest. Need ilmuvad ka järgmise-põlvkonna elektrilises mobiilsuses. Kuid tehnoloogia peab veel küpsema.
Kuidas valida õigeid akutüüpe
Energia salvestamiseks pole olemas ühte "parimat" aku tüüpi. Õige valik sõltub konkreetsetest jõudlusnõuetest, kulueesmärkidest ja töötingimustest.
🔎 Valikujuhend põhinõuete järgi
| Võtmenõue | Soovitatav aku tüüp | Miks see sobib |
| Kõrge energiatihedus / piiratud ruum | Liitium{0}}ioon | Kompaktne disain suure energiatihedusega, mis vähendab paigaldamise jalajälge |
| Pikk eluiga ja sagedane jalgrattasõit |
Liitium-ioon/vooluaku | Toetab tuhandeid kuni kümneid tuhandeid tsükleid stabiilse jõudlusega |
| Madal ettemaksukulu | Plii-hape | Väiksem alginvesteering ja lihtne süsteemi seadistamine |
| Madala{0}}temperatuuri töö | Naatrium{0}}ioon | Stabiilsem jõudlus miinus{0}}nullkeskkondades |
| Pikk-kestus (4-12+ tundi) | Voolupatarei/ NaS | Loodud laiendatud tühjendus- ja võrgu{0}}skaalarakenduste jaoks |
| Lihtne süsteem ja lihtne juurutamine | Plii-happe/liitiumi-ioon | Küps tehnoloogia suhteliselt sirgjooneline integratsioon |
👉Paljudeskaasaegne BESSliitium{0}}ioon on endiselt kõige laialdasemalt kasutatav valik. See pakub head tasakaalu. Saate kindla jõudluse, hea tõhususe ja süsteemi paindlikkuse.
Nagu eespool mainitud, on erinevad akutüübid mõeldud erinevatele nõuetele. Pole olemas ühte lahendust, mis sobiks iga energiasalvestusprojektiga.
Alates liitium-ioon- ja plii-happest kuni uuemate valikuteni, nagu naatrium-ioon- ja vooluakud, pakub iga tehnoloogia kulude, eluea ja jõudluse vahel oma tasakaalu. Õige aku valimine seisneb vähem tehniliste andmete võrdlemises, vaid pigem süsteemi kasutamise mõistmises.
Siin muutub oluliseks õige sobitamine. Ühe stsenaariumi korral hästi töötav aku ei pruugi teise stsenaariumi puhul kõige paremini sobida.
KellPolinovel, keskendume akulahenduste kooskõlla viimisele tegelike rakendusvajadustega,-olgu selleks siis kaubanduslik energiasalvesti,-madala temperatuuriga keskkond või pika-kestusega süsteemid.
👉 Kui hindate võimalusi, siis palunvõtke meiega ühendust. Aitame teil kitsendada teie projekti jaoks õiget valikut.