Litija jonu akumulatoru tehnoloģija, priekšrocības un izmaksas

Kā darbojas litija jonu akumulators? Kādas ir tā priekšrocības salīdzinājumā ar svina-skābes akumulatoru? Kad litija jonu akumulatora uzglabāšana atmaksājas?A litija jonu akumulators(saīsināti: litija jonu akumulators vai litija jonu akumulators) ir vispārīgs termins akumulatoriem, kuru pamatā ir litija savienojumi visās trīs fāzēs – negatīvajā elektrodā, pozitīvajā elektrodā, kā arī elektrolītā – elektroķīmiskajā šūnā. Litija jonu akumulatoriem ir augsta īpatnējā enerģija salīdzinājumā ar cita veida akumulatoriem, taču vairumā gadījumu tiem ir nepieciešamas elektroniskas aizsardzības shēmas, jo tie negatīvi reaģē gan uz dziļu izlādi, gan pārlādēšanu.Litija jonu saules baterijas tiek uzlādētas ar elektrību no fotoelektriskās sistēmas un pēc nepieciešamības izlādētas. Ilgu laiku svina baterijas tika uzskatītas par ideālu saules enerģijas risinājumu šim nolūkam. Tomēr litija jonu baterijām ir izšķirošas priekšrocības, lai gan iegāde joprojām ir saistīta ar papildu izmaksām, kuras tomēr tiek atmaksātas, mērķtiecīgi izmantojot.Litija jonu akumulatoru tehniskā struktūra un enerģijas uzkrāšanas īpašībasLitija jonu akumulatori pēc savas vispārējās struktūras būtiski neatšķiras no svina-skābes akumulatoriem. Atšķiras tikai lādiņnesējs: uzlādējot akumulatoru, litija joni "migrē" no akumulatora pozitīvā elektroda uz negatīvo elektrodu un paliek tur "uzglabāti", līdz akumulators atkal izlādējas. Kā elektrodi parasti tiek izmantoti augstas kvalitātes grafīta vadītāji. Tomēr ir arī varianti ar dzelzs vadītājiem vai kobalta vadītājiem.Atkarībā no izmantotajiem vadītājiem litija jonu akumulatoriem būs atšķirīgs spriegums. Litija jonu akumulatorā pašam elektrolītam jābūt bezūdens, jo litijs un ūdens izraisa spēcīgu reakciju. Atšķirībā no svina-skābes priekšgājējiem, mūsdienu litija jonu akumulatoriem (gandrīz) nav atmiņas efektu vai pašizlādes, un litija jonu akumulatori ilgstoši saglabā pilnu jaudu.Litija jonu enerģijas akumulatori parasti sastāv no ķīmiskajiem elementiem: mangāna, niķeļa un kobalta. Kobalts (ķīmiskais termins: kobalts) ir rets elements, tāpēc Li akumulatoru ražošana ir dārgāka. Turklāt kobalts ir kaitīgs videi. Tāpēc tiek veikti vairāki pētījumi, lai ražotu litija jonu augstsprieguma akumulatoru katoda materiālu bez kobalta.Litija jonu akumulatoru priekšrocības salīdzinājumā ar svina-skābes akumulatoriem◎Mūsdienu litija jonu akumulatoru izmantošana sniedz vairākas priekšrocības, ko nevar nodrošināt vienkārši svina-skābes akumulatori.◎Pirmkārt, tiem ir daudz ilgāks kalpošanas laiks nekā svina-skābes akumulatoriem. Litija jonu akumulators spēj uzglabāt saules enerģiju gandrīz 20 gadus.◎Uzlādes ciklu skaits un izlādes dziļums ir arī daudzkārt lielāks nekā svina akumulatoriem.◎Pateicoties atšķirīgajiem ražošanā izmantotajiem materiāliem, litija jonu akumulatori ir arī daudz vieglāki nekā svina akumulatori un kompaktāki. Tāpēc tie uzstādīšanas laikā aizņem mazāk vietas.◎Litija jonu akumulatoriem ir arī labākas uzglabāšanas īpašības pašizlādes ziņā.◎Turklāt nedrīkst aizmirst par vides aspektu: jo svina akumulatoru ražošana nav īpaši videi draudzīga izmantotā svina dēļ.Litija jonu akumulatoru tehniskie galvenie rādītājiNo otras puses, jāpiemin arī tas, ka svina akumulatoru ilgā lietošanas perioda dēļ ir daudz jēgpilnāki ilgtermiņa pētījumi nekā par joprojām ļoti jaunajām litija jonu baterijām, tāpēc to lietošanu un ar to saistītās izmaksas var aprēķināt labāk un uzticamāk. Turklāt mūsdienu svina akumulatoru drošības sistēma daļēji ir pat labāka nekā litija jonu baterijām.Principā bažas par bīstamiem defektiem litija jonu elementos arī nav nepamatotas: piemēram, uz anoda var veidoties dendrīti, t. i., smaili litija nogulumi. Varbūtība, ka tie izraisīs īsslēgumus un tādējādi galu galā arī termisku noplūdi (eksotermisku reakciju ar spēcīgu, pašpaātrinošu siltuma veidošanos), ir īpaši liela litija elementos, kas satur zemas kvalitātes elementu komponentus. Sliktākajā gadījumā šī defekta izplatīšanās uz blakus esošajām šūnām var izraisīt ķēdes reakciju un akumulatora ugunsgrēku.Tomēr, tā kā arvien vairāk klientu izmanto litija jonu akumulatorus kā saules baterijas, ražotāju ar lielākiem ražošanas apjomiem mācīšanās ietekme noved arī pie turpmākiem litija jonu akumulatoru uzglabāšanas veiktspējas un lielākas ekspluatācijas drošības tehniskiem uzlabojumiem, kā arī turpmākas izmaksu samazināšanas. Pašreizējo litija jonu akumulatoru tehniskās attīstības stāvokli var apkopot šādos tehniskajos galvenajos rādītājos:

Litija jonu saules bateriju uzglabāšanas jauda un izmaksasLitija jonu saules akumulatora izmaksas parasti ir augstākas nekā svina-skābes akumulatora izmaksas. Piemēram, svina akumulatori ar ietilpību5 kWhpašlaik maksā vidēji 800 dolāru par nominālās jaudas kilovatstundu.Savukārt salīdzināmas litija sistēmas maksā 1700 dolārus par kilovatstundu. Tomēr starpība starp lētākajām un dārgākajām sistēmām ir ievērojami lielāka nekā svina sistēmām. Piemēram, litija baterijas ar 5 kWh ir pieejamas arī par nieka 1200 dolāriem par kWh.Neskatoties uz kopumā augstākajām iegādes izmaksām, litija jonu saules bateriju sistēmas izmaksas par uzkrāto kilovatstundu ir izdevīgākas, aprēķinot to visā kalpošanas laikā, jo litija jonu akumulatori nodrošina enerģiju ilgāk nekā svina-skābes akumulatori, kas jānomaina pēc noteikta laika perioda.Tāpēc, iegādājoties dzīvojamo māju akumulatoru uzglabāšanas sistēmu, nevajadzētu baidīties no augstākām iegādes izmaksām, bet vienmēr jāsaista litija jonu akumulatora ekonomiskā efektivitāte ar visu kalpošanas laiku un uzkrāto kilovatstundu skaitu.Lai aprēķinātu visus litija jonu akumulatoru uzglabāšanas sistēmas galvenos rādītājus PV sistēmām, var izmantot šādas formulas:1) Nominālā ietilpība * uzlādes cikli = Teorētiskā uzglabāšanas ietilpība.2) Teorētiskā uzglabāšanas ietilpība * Efektivitāte * Izlādes dziļums = Izmantojamā uzglabāšanas ietilpība3) Iegādes izmaksas / Izmantojamā uzglabāšanas ietilpība = Izmaksas par uzglabāto kWh

BSLBATT: Litija jonu saules bateriju ražotājsPašlaik ir daudz litija jonu akumulatoru ražotāju un piegādātāju.BSLBATT litija jonu saules baterijasIzmantot BYD, Nintec un CATL A klases LiFePo4 baterijas, apvienot tās un aprīkot ar uzlādes vadības sistēmu (akumulatora pārvaldības sistēmu), kas pielāgota fotoelektriskajai enerģijas uzkrāšanai, lai nodrošinātu gan katras atsevišķās uzkrāšanas baterijas, gan visas sistēmas pareizu un bezproblēmu darbību.