Kako radi litijum-jonska baterija? Koje prednosti ima u odnosu na olovno-kiselinsku bateriju? Kada se isplati skladištenje litijum-jonske baterije?A litijum-jonska baterija(skraćeno: litijum-jonska baterija ili Li-jonska baterija) je generički naziv za akumulatore bazirane na jedinjenja litijuma u sve tri faze, u negativnoj elektrodi, u pozitivnoj elektrodi kao i u elektrolitu, elektrohemijskoj ćeliji. Litijum-jonske baterije imaju visoku specifičnu energiju u poređenju sa drugim tipovima baterija, ali zahtevaju elektronska zaštitna kola u većini aplikacija, jer negativno reaguju i na duboko pražnjenje i na prekomerno punjenje.Litijum-jonske solarne baterije se pune električnom energijom iz fotonaponskog sistema i ponovo prazne po potrebi. Dugo su se olovne baterije smatrale idealnim rješenjem za solarnu energiju za ovu svrhu. Međutim, bazirane na litijum-jonskim baterijama imaju odlučujuće prednosti, iako je kupovina i dalje povezana sa dodatnim troškovima, koji se, međutim, nadoknađuju ciljanom upotrebom.Tehnička struktura i ponašanje litijum-jonskih baterija u skladištenju energijeLitijum-jonske baterije se po svojoj opštoj strukturi ne razlikuju suštinski od olovno-kiselinskih baterija. Razlikuje se samo nosilac punjenja: kada se baterija napuni, litijum joni "migriraju" sa pozitivne elektrode na negativnu elektrodu baterije i ostaju "pohranjeni" tamo dok se baterija ponovo ne isprazni. Kao elektrode obično se koriste visokokvalitetni grafitni provodnici. Međutim, postoje i varijante sa željeznim ili kobaltnim provodnicima.U zavisnosti od provodnika koji se koriste, litijum-jonske baterije će imati različite napone. Sam elektrolit mora biti bez vode u litijum-jonskoj bateriji jer litijum i voda izazivaju burnu reakciju. Za razliku od svojih olovno-kiselinskih prethodnika, moderne litijum-jonske baterije nemaju (gotovo) nikakve memorijske efekte ili samopražnjenja, a litijum-jonske baterije dugo zadržavaju punu snagu.Litijum-jonske baterije za skladištenje energije obično se sastoje od hemijskih elemenata mangana, nikla i kobalta. Kobalt (hemijski izraz: kobalt) je rijedak element i stoga poskupljuje proizvodnju Li baterija. Osim toga, kobalt je štetan za okoliš. Stoga postoje brojni istraživački napori za proizvodnju katodnog materijala za litijum-jonske visokonaponske baterije bez kobalta.Prednosti litijum-jonskih baterija u odnosu na olovne baterije◎Upotreba modernih litijum-jonskih baterija sa sobom donosi niz prednosti koje jednostavne olovno-kiselinske baterije ne mogu pružiti.◎Kao prvo, imaju mnogo duži vijek trajanja od olovnih baterija. Litijum-jonska baterija je sposobna da skladišti solarnu energiju u periodu od skoro 20 godina.◎Broj ciklusa punjenja i dubina pražnjenja je također višestruko veći nego kod olovnih baterija.◎Zbog različitih materijala koji se koriste u proizvodnji, litijum-jonske baterije su takođe mnogo lakše od olovnih i kompaktnije. Oni, dakle, zauzimaju manje prostora tokom instalacije.◎Litijum-jonske baterije takođe imaju bolja svojstva skladištenja u smislu samopražnjenja.◎Osim toga, ne smije se zaboraviti ekološki aspekt: jer olovne baterije nisu posebno ekološki prihvatljive u svojoj proizvodnji zbog korištenog olova.Tehničke ključne brojke litijum-jonskih baterijaS druge strane, također se mora napomenuti da zbog dugog perioda korištenja olovnih baterija postoje mnogo značajnije dugoročne studije nego za još uvijek vrlo nove litijum-jonske baterije, tako da njihova upotreba i povezani troškovi takođe može bolje i pouzdanije izračunati. Osim toga, sigurnosni sistem modernih olovnih baterija je dijelom čak i bolji od litijum-jonskih baterija.U principu, zabrinutost o opasnim defektima u litijum-jonskim ćelijama takođe nije neosnovana: na primer, na anodi mogu da se formiraju dendriti, odnosno šiljasti litijumski depoziti. Vjerovatnoća da to onda izazove kratke spojeve, a time na kraju i prouzrokuje termalni bijeg (egzotermnu reakciju sa snažnom, samoubrzavajućom generiranjem topline), posebno je data u litijumskim ćelijama koje sadrže nekvalitetne ćelijske komponente. U najgorem slučaju, širenje ovog kvara na susjedne ćelije može dovesti do lančane reakcije i požara u bateriji.Međutim, kako sve više kupaca koristi litijum-jonske baterije kao solarne baterije, učinci proizvođača sa većim proizvodnim količinama također dovode do daljnjeg tehničkog poboljšanja performansi skladištenja i veće operativne sigurnosti litij-ionskih baterija, kao i daljnjeg smanjenja troškova. . Trenutni tehnički razvojni status Li-ion baterija može se sažeti u sljedeće tehničke ključne brojke:
| Prijave | Kućno skladištenje energije, Telekom, UPS, Microgrid |
|---|---|
| Područja primjene | Maksimalna PV vlastita potrošnja, pomicanje vršnog opterećenja, režim vršne doline, van mreže |
| Efikasnost | 90% do 95% |
| Kapacitet pohrane | 1 kW do nekoliko MW |
| Gustoća energije | 100 do 200 Wh/kg |
| Vrijeme pražnjenja | 1 sat do nekoliko dana |
| Stopa samopražnjenja | ~ 5% godišnje |
| Vrijeme ciklusa | 3000 do 10000 (pri 80% pražnjenja) |
| Trošak ulaganja | 1.000 do 1.500 po kWh |
Kapacitet skladištenja i troškovi litijum-jonskih solarnih baterijaCijena litijum-jonske solarne baterije općenito je veća od cijene olovno-kiselinske baterije. Na primjer, olovne baterije kapaciteta od5 kWhtrenutno košta u prosjeku 800 dolara po kilovat satu nominalnog kapaciteta.Uporedivi litijumski sistemi, s druge strane, koštaju 1.700 dolara po kilovat satu. Međutim, razlika između najjeftinijih i najskupljih sistema je znatno veća nego kod olovnih sistema. Na primjer, litijumske baterije od 5 kWh su takođe dostupne za samo 1.200 dolara po kWh.Međutim, uprkos generalno većim troškovima kupovine, cena sistema litijum-jonskih solarnih baterija po uskladištenom kilovat satu je povoljnija izračunata tokom celog radnog veka, budući da litijum-jonske baterije daju snagu duže od olovno-kiselinskih baterija, koje imaju da se zameni nakon određenog vremenskog perioda.Stoga, prilikom kupovine sistema za skladištenje stambenih baterija, ne treba se plašiti većih troškova nabavke, već se ekonomska efikasnost litijum-jonske baterije uvek mora povezati sa celokupnim radnim vekom i brojem uskladištenih kilovat sati.Sljedeće formule mogu se koristiti za izračunavanje svih ključnih cifara sistema za skladištenje litijum-jonskih baterija za PV sisteme:1) Nominalni kapacitet * ciklusi punjenja = Teoretski kapacitet skladištenja.2) Teoretski kapacitet skladištenja * Efikasnost * Dubina pražnjenja = Upotrebljivi kapacitet skladištenja3) Trošak kupovine / Upotrebljivi kapacitet skladištenja = Cijena po uskladištenom kWh
| Olovne baterije | Litijum jonska baterija | |
| Nazivni kapacitet | 5 kWh | 5 kWh |
| Životni ciklus | 3300 | 5800 |
| Teoretski kapacitet skladištenja | 16.500 kWh | 29.000 kWh |
| Efikasnost | 82% | 95% |
| Dubina pražnjenja | 65% | 90% |
| Upotrebljivi kapacitet skladištenja | 8.795 kWh | 24.795 kWh |
| Troškovi nabavke | 4.000 dolara | 8.500 dolara |
| Troškovi skladištenja po kWh | 0,45 USD / kWh | 0,34 USD/ kWh |
BSLBATT: Proizvođač litijum-jonskih solarnih baterijaTrenutno postoji mnogo proizvođača i dobavljača litijum-jonskih baterija.BSLBATT litijum-jonske solarne baterijekoristite LiFePo4 ćelije A klase od BYD, Nintec i CATL, kombinujte ih i obezbedite im sistem kontrole punjenja (sistem upravljanja baterijama) prilagođen fotonaponskom skladištenju energije kako bi se osigurao pravilan i nesmetani rad svake pojedinačne ćelije za skladištenje kao kao i čitav sistem.
Vrijeme objave: 08.05.2024