Kako radi litij-ionska baterija? Koje prednosti ima u odnosu na olovni akumulator? Kada se isplati skladištenje litij-ionske baterije?A litij-ionska baterija(kratko: litij-ionska baterija ili Li-ion baterija) je generički naziv za akumulatore na bazi litijevih spojeva u sve tri faze, u negativnoj elektrodi, u pozitivnoj elektrodi kao iu elektrolitu, elektrokemijskoj ćeliji. Litij-ionska baterija ima visoku specifičnu energiju u usporedbi s drugim vrstama baterija, ali zahtijeva elektroničke zaštitne krugove u većini primjena, budući da nepovoljno reagiraju i na duboko pražnjenje i na prekomjerno punjenje.Litij-ionske solarne baterije pune se električnom energijom iz fotonaponskog sustava i po potrebi ponovno prazne. Dugo su se vremena olovne baterije smatrale idealnim rješenjem za solarnu energiju u tu svrhu. Međutim, litij-ionske baterije imaju odlučujuće prednosti, iako je kupnja još uvijek povezana s dodatnim troškovima, koji se, međutim, nadoknađuju ciljanom uporabom.Tehnička struktura i ponašanje litij-ionskih baterija u pohrani energijeLitij-ionske baterije se u svojoj općoj strukturi bitno ne razlikuju od olovnih baterija. Samo je nosač naboja drugačiji: kada se baterija puni, litijevi ioni "migriraju" s pozitivne elektrode na negativnu elektrodu baterije i tamo ostaju "pohranjeni" sve dok se baterija ponovno ne isprazni. Kao elektrode obično se koriste visokokvalitetni grafitni vodiči. Međutim, postoje i varijante s vodičima od željeza ili kobalta.Ovisno o korištenim vodičima, litij-ionske baterije će imati različite napone. Sam elektrolit u litij-ionskoj bateriji mora biti bez vode jer litij i voda izazivaju burnu reakciju. Za razliku od svojih olovno-kiselinskih prethodnika, moderne litij-ionske baterije (gotovo) nemaju efekta pamćenja niti samopražnjenja, a litij-ionske baterije dugo zadržavaju svoju punu snagu.Litij-ionske baterije za pohranu energije obično se sastoje od kemijskih elemenata mangana, nikla i kobalta. Kobalt (kemijski naziv: kobalt) je rijedak element i zbog toga poskupljuje proizvodnju Li akumulatora. Osim toga, kobalt je štetan za okoliš. Stoga postoji više istraživačkih napora za proizvodnju katodnog materijala za litij-ionske visokonaponske baterije bez kobalta.Prednosti litij-ionskih baterija u odnosu na olovne baterije◎Korištenje modernih litij-ionskih baterija sa sobom donosi brojne prednosti koje jednostavne olovne baterije ne mogu pružiti.◎S jedne strane, oni imaju mnogo dulji radni vijek od olovnih baterija. Litij-ionska baterija može pohraniti solarnu energiju na razdoblje od gotovo 20 godina.◎Broj ciklusa punjenja i dubina pražnjenja također je višestruko veća nego kod olovnih baterija.◎Zbog različitih materijala korištenih u proizvodnji, litij-ionske baterije također su puno lakše od olovnih baterija i kompaktnije. Stoga zauzimaju manje prostora tijekom instalacije.◎Litij-ionske baterije također imaju bolja svojstva skladištenja u smislu samopražnjenja.◎Osim toga, ne smije se zaboraviti ekološki aspekt: jer olovne baterije nisu osobito ekološki prihvatljive u svojoj proizvodnji zbog olova koji se koristi.Ključne tehničke brojke litij-ionskih baterijaS druge strane, također treba spomenuti da, zbog dugog razdoblja korištenja olovnih baterija, postoje puno značajnije dugoročne studije nego za još uvijek vrlo nove litij-ionske baterije, tako da njihova uporaba i povezani troškovi također se može bolje i pouzdanije izračunati. Osim toga, sigurnosni sustav modernih olovnih baterija dijelom je čak i bolji od sustava litij-ionskih baterija.U načelu, zabrinutost zbog opasnih nedostataka u litij ionskim ćelijama također nije neutemeljena: na primjer, na anodi se mogu stvoriti dendriti, tj. šiljaste naslage litija. Vjerojatnost da oni tada pokreću kratke spojeve, te tako u konačnici također uzrokuju toplinski bijeg (egzotermna reakcija sa snažnim, samoubrzavajućim stvaranjem topline), posebno je prisutna u litijevim ćelijama koje sadrže komponente ćelije niske kvalitete. U najgorem slučaju, širenje ove greške na susjedne ćelije može dovesti do lančane reakcije i požara u bateriji.Međutim, kako sve više i više kupaca koristi litij-ionske baterije kao solarne baterije, učinci učenja proizvođača s većim proizvodnim količinama također dovode do daljnjih tehničkih poboljšanja performansi pohrane i veće operativne sigurnosti litij-ionskih baterija, kao i daljnjeg smanjenja troškova . Trenutačni status tehničkog razvoja litij-ionskih baterija može se sažeti u sljedeće tehničke ključne brojke:
| Prijave | Kućno skladištenje energije, Telekom, UPS, Microgrid |
|---|---|
| Područja primjene | Maksimalna PV vlastita potrošnja, prebacivanje vršnog opterećenja, režim Peak Valley, izvan mreže |
| Učinkovitost | 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 litij-ionskih solarnih baterijaCijena litij-ionske solarne baterije općenito je viša od cijene olovne baterije. Na primjer, olovne baterije kapaciteta od5 kWhtrenutno koštaju prosječno 800 dolara po kilovatsatu nominalnog kapaciteta.S druge strane, usporedivi litijski sustavi koštaju 1700 dolara po kilovatsatu. Međutim, razlika između najjeftinijih i najskupljih sustava znatno je veća nego kod vodećih sustava. Na primjer, litijeve baterije od 5 kWh također su dostupne za samo 1200 dolara po kWh.Unatoč općenito većim troškovima nabave, trošak litij-ionskog solarnog baterijskog sustava po pohranjenom kilovatsatu je povoljniji izračunat tijekom cijelog životnog vijeka, budući da litij-ionske baterije daju snagu dulje od olovnih baterija koje imaju zamijeniti nakon određenog vremena.Stoga se pri kupnji kućnog akumulatorskog sustava ne treba bojati viših troškova nabave, već ekonomsku učinkovitost litij-ionske baterije uvijek treba povezati s cjelokupnim životnim vijekom i brojem pohranjenih kilovat sati.Sljedeće formule mogu se koristiti za izračun svih ključnih brojki sustava za pohranu litij-ionskih baterija za PV sustave:1) Nazivni kapacitet * ciklusi punjenja = teoretski kapacitet pohrane.2) Teoretski kapacitet skladištenja * Učinkovitost * Dubina pražnjenja = Iskoristivi kapacitet skladištenja3) Trošak nabave / Iskoristivi skladišni kapacitet = Trošak po pohranjenom kWh
| Olovne baterije | Litij-ionska baterija | |
| Nazivni kapacitet | 5 kWh | 5 kWh |
| Ciklus života | 3300 | 5800 |
| Teoretski kapacitet skladištenja | 16.500 kWh | 29.000 kWh |
| Učinkovitost | 82% | 95% |
| Dubina pražnjenja | 65% | 90% |
| Iskoristivi kapacitet pohrane | 8.795 kWh | 24.795 kWh |
| Troškovi nabave | 4.000 dolara | 8.500 dolara |
| Troškovi skladištenja po kWh | 0,45 USD / kWh | 0,34 USD/kWh |
BSLBATT: Proizvođač litij-ionskih solarnih baterijaTrenutno postoji mnogo proizvođača i dobavljača litij-ionskih baterija.BSLBATT litij-ionske solarne baterijekoristite LiFePo4 ćelije A-grade od BYD, Nintec i CATL, kombinirajte ih i osigurajte im sustav kontrole punjenja (sustav upravljanja baterijom) prilagođen fotonaponskom pohranjivanju energije kako biste osigurali pravilan i nesmetan rad svake pojedine ćelije za pohranu kao kao i cijeli sustav.
Vrijeme objave: 8. svibnja 2024