Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na energię rozwój technologii magazynowania energii stał się gorącym punktem w branży, stanowiąc 60% kosztów systemu magazynowania energii, a akumulatory do magazynowania energii spotkały się z szerokim zainteresowaniem. Coraz większą popularnością cieszą się zestawy akumulatorów litowych do przechowywania energii o niskim napięciu jako wydajne i niezawodne rozwiązanie do magazynowania energii.
1.Co to jest akumulator litowy niskiego napięcia do magazynowania energii?
Zestaw akumulatorów litowych niskiego napięcia, jak sama nazwa wskazuje, łączy w sobie trzy koncepcje „niskiego napięcia”, „akumulatora litowego” i „Pakietu”.
Po pierwsze, czym jest Pack?
Pakiet akumulatorów, znany również jako moduł akumulatorowy, jest rodzajem opakowania, hermetyzacji i montażu procesu produkcji akumulatorów. Łączy wiele pojedynczych ogniw równolegle i szeregowo, tworząc według wymagań klienta określony kształt zwany Paczką.
Po drugie, czym jest bateria litowa?
W obecnej dziedzinie gospodarstwa domowego „fotowoltaika + magazynowanie energii” główne akumulatory do akumulatorów kwasowo-ołowiowych i akumulatorów litowo-jonowych oraz akumulatory litowo-jonowe są głównym nurtem technologii elektrochemicznego magazynowania energii. Globalna moc zainstalowana magazynów energii elektrochemicznej w 2021 r. wyniesie 21,1 GW. Z tego akumulatory litowo-jonowe stanowiły 93,9%, akumulatory kwasowo-ołowiowe 2,2%, akumulatory sodowe 2,0%, a akumulatory ciekłoprądowe 1,2%. W porównaniu z akumulatorami kwasowo-ołowiowymi akumulatory litowo-jonowe charakteryzują się doskonałymi czasami cykli, gęstością energii, czasem reakcji i są przyjazne dla środowiska. W przeszłości wysokie koszty ograniczały jego rozwój. W ostatnich latach wraz z rozwojem technologii koszty nadal spadają, a akumulatory litowo-jonowe staną się głównym kierunkiem rozwoju w przyszłości.
Wreszcie, czym jest akumulator niskonapięciowy?
Akumulatory niskonapięciowe mają zwykle napięcie w zakresie 48–60 V, a gdy są używane, nie można ich łączyć szeregowo ze sobą w celu zwiększenia napięcia (tj. niezależnie od liczby akumulatorów napięcie jest zawsze takie samo ). Akumulatory niskonapięciowe mają niskie wymagania wobec BMS, mają mniejszy wpływ na niezbilansowanie akumulatorów, a technologia jest bardziej dojrzała, więc cena też jest stosunkowo niska.
Pojedyncze napięcie akumulatora wysokiego napięcia wynosi zwykle 80–100 V, zastosowanie akumulatora wysokiego napięcia poprzez połączenie szeregowe w celu wzmocnienia, końcowe napięcie całkowite można zwiększyć do około 400–600 V (magazynowanie w gospodarstwie domowym), magazynowanie wysokiego napięcia akumulator w BMS-ie ma wyższe wymagania techniczne i bezpieczeństwa, więc cena też jest wyższa.
Ze względu na dużą gęstość energii ogniw akumulatorów wysokiego napięcia, ich parametry bezpieczeństwa są niższe niż w przypadku akumulatorów niskiego napięcia, które są stosunkowo bardziej podatne na samozapłon lub samowybuch, a akumulatory niskiego napięcia mogą znacznie zmniejszyć zagrożenia bezpieczeństwa w procesie transportu, montażu i użytkowania. Jeśli chodzi o łańcuch dostaw, obecna ograniczona podaż akumulatorów wysokiego napięcia na rynku utrudnia klientom zakup akumulatorów wysokiego napięcia spełniających ich oczekiwania, podczas gdy akumulatory niskonapięciowe CHISAGE ESS oferują większy wybór.
2.Struktura składu zestawu akumulatorów litowych o niskim napięciu
Zestaw akumulatorów niskonapięciowych składa się głównie z pojedynczego modułu akumulatorowego, układu elektrycznego, skrzynki i kilku głównych części systemu BMS.
Porównując akumulator do ciała człowieka, moduł akumulatorowy można uznać za serce, które odpowiada za magazynowanie i uwalnianie energii elektrycznej; za układ elektryczny można uznać tętnice i naczynia krwionośne oraz sieć nerwową, która w sposób ciągły dostarcza energię elektryczną z akumulatora do odbiorników końcowych oraz przesyła sygnały detekcyjne i sterujące w czasie rzeczywistym; obudowę można uznać za szkielet, który odgrywa rolę we wspieraniu, przeciwstawianiu się uderzeniom mechanicznym i ochronie środowiska; a BMS można uznać za mózg, który odpowiada za pomiar parametrów takich jak napięcie, prąd, temperatura itp. akumulatora. BMS (Battery Management System) można uznać za mózg odpowiedzialny za pomiar napięcia, prądu, temperatury i innych parametrów akumulatora.
3.Zasada i proces niskonapięciowego akumulatora litowego do magazynowania energii
Podstawowa zasada działania niskonapięciowego zestawu akumulatorów litowych opiera się na elektrochemicznych właściwościach reakcji redoks. Podczas ładowania jony litu tworzą LiCoO2 lub LiFePO4 w materiale elektrody dodatniej (np. LiCoO2 lub LiFePO4), a jednocześnie w materiale elektrody ujemnej (np. graficie) jony litu przedostają się z elektrolitu do grafitu metalicznego i są redukowane do atomy litu. Po rozładowaniu jony litu powrócą odwrotnie do akumulatora, tworząc LiFePO4 lub LiCoO2 i jednocześnie utlenią się do jonów litu.
Akumulator litowy o niskim napięciu Proces głównego nurtu zaawansowanego spawania laserowego i zgrzewania ultradźwiękowego na dwa sposoby, spawanie laserowe polega na wykorzystaniu wiązki lasera o wysokiej gęstości energii jako źródła ciepła w wyniku wysoce wydajnej, precyzyjnej metody spawania. Zgrzewanie ultradźwiękowe polega na wykorzystaniu fal wibracyjnych o wysokiej częstotliwości przenoszonych na powierzchnię dwóch spawanych przedmiotów pod ciśnieniem, w wyniku czego na powierzchni obu przedmiotów dochodzi do tarcia między sobą i tworzenia się stopienia pomiędzy warstwami molekularnymi. Zestaw akumulatorów niskonapięciowych CHISAGE ESS wykorzystuje technologię spawania laserowego, wykorzystując obecnie najlepszy niemiecki laser IPG, aby uniknąć tarcia ultradźwiękowego powierzchni spawania spowodowanego uszkodzeniem zaworu nadmiarowego i jest bardziej niezawodny.
4. Parametry i dobór zestawu akumulatorów litowych niskiego napięcia
Parametry zestawu akumulatorów litowych niskiego napięcia i dobór akumulatorów są ściśle powiązane z koniecznością uwzględnienia kwestii związanych z instalacją, elektryką, bezpieczeństwem i użytkowaniem środowiska. Poniżej przykładowy pakiet akumulatorów litowych niskiego napięcia CE48100-W (51,2V/100Ah) firmy CHISAGE ESS, przedstawiający parametry, na które należy zwrócić uwagę przy doborze akumulatora:
Parametry instalacji
(1) Waga/wymiary
Waga CE48100-W wynosi 55kg, a wymiary to 430×191,5x630mm. Wybierając zestaw akumulatorowy, klienci muszą wziąć pod uwagę nośność podłogi lub ściany oraz dostępną przestrzeń instalacyjną, a także to, czy długość, szerokość i wysokość systemu akumulatorowego będą ograniczone w tej przestrzeni.
(2) Instalacja
Niskonapięciowe akumulatory litowe CHISAGE ESS są dostępne w wersji do montażu na podłodze i na ścianie, które można wybrać zgodnie z osobistymi preferencjami i rzeczywistymi trudnościami w instalacji. CE48100-W obsługuje oba typy instalacji, a jego prosty i modny styl nadaje się do szerokiej gamy scenariuszy.
(3) Stopień ochrony
Wskazuje zdolność ochrony obudowy sprzętu elektrycznego przed wnikaniem ciał obcych (kurz, ciecz itp.), przy czym im wyższy poziom ochrony, tym lepszy efekt. Stopień ochrony CE48100-W to IP65, który należy do wyższego poziomu ochrony.
Parametry elektryczne
(1) Energia nominalna
Wybór odpowiedniej pojemności akumulatora jest skomplikowanym procesem. Oprócz uwzględnienia obciążenia należy również wziąć pod uwagę zdolność ładowania i rozładowywania akumulatora, maksymalną moc falownika, godziny pracy obciążenia, konkretne scenariusze zastosowania itp. Wartość znamionowa pojemność CE48100-W wynosi 5,12 kWh, co w zasadzie zaspokaja ogólne potrzeby całej rodziny w zakresie magazynowania energii w akumulatorach.
(2)Napięcie robocze
Ten zakres napięcia musi być dopasowany do zakresu napięcia wejściowego akumulatora falownika. Wysokie napięcie lub niższe niż zakres napięcia akumulatora falownika spowoduje, że system akumulatorów nie będzie mógł być używany z falownikiem. Zakres napięcia roboczego CE48100-W wynosi 40 ~58,4 V, co jest odpowiednie dla każdego domowego falownika magazynującego energię CHISAGE ESS.
(3) Maksymalny prąd ładowania/rozładowania
Maksymalny prąd ładowania/rozładowania obsługiwany przez system akumulatorowy określa czas ładowania/rozładowania akumulatora. CE48100-W ma maksymalny prąd ładowania 50A i maksymalny prąd rozładowania 100A, tj. obsługuje ładowanie 0,5C i rozładowywanie 1C.
Parametry bezpieczeństwa
(1) Typ akumulatora litowo-jonowego
Baterie litowo-jonowe dzielą się głównie na baterie litowo-kobaltowe, baterie litowo-manganowe, baterie litowo-niklowe, baterie litowo-żelazowo-fosforanowe, baterie litowo-jonowe i tak dalej, w zależności od różnych materiałów katodowych. Biorąc pod uwagę bezpieczeństwo, stabilność i opłacalność, CE48100-W wykorzystuje bardziej stabilny i niezawodny akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy.
(2) Gwarancja
Zwróć uwagę na treść warunków gwarancji na akumulator, okres i zakres gwarancji. Generalnie na gwarancję na akumulator wpływają dwa czynniki: jeden to okres gwarancji, a drugi to liczba cykli w ramach określonej głębokości rozładowania, przy czym pierwszy z nich dotrze do terminu obowiązywania okresu gwarancyjnego. Przykładowo CE48100-W posiada gwarancję na 5 lat (przedłużona gwarancja na 10 lat), a liczba cykli wynosi 6000 przy 80% DOD (głębokość rozładowania). Jeżeli w ciągu 5 lat zostanie przekroczona liczba 6000 cykli, gwarancja wygasa.
Parametry środowiskowe
(1) Zakres temperatur
Zwróć uwagę na zakres temperatur otoczenia obsługiwany przez akumulator. Przekroczenie zakresu temperatur będzie miało wpływ na normalne użytkowanie akumulatora. Akumulator CE48100-W obsługuje zakres temperatur ładowania 0-55℃, zakres temperatur rozładowania -20-55℃ .
(2) Wilgotność
W przypadku niektórych obszarów wilgotnych lub położonych na dużych wysokościach należy zwrócić uwagę na ten parametr, zakres wilgotności akumulatora CE48100-W wynosi 20 ~ 95% RH.
Ponadto należy również zwrócić uwagę na inne właściwości akumulatorów niskonapięciowych, aby zapewnić użytkownikom wygodniejsze i wygodniejsze użytkowanie. Na przykład akumulator CHISAGE ESS wykorzystuje akumulatory klasy A o większej pojemności użytkowej; obsługuje do 15 akumulatorów równolegle, aby sprostać zapotrzebowaniu na zwiększenie pojemności akumulatorów; obsługuje także automatyczne ustawienie adresu BMS, co jest kompatybilne z większą liczbą falowników. Użytkownicy mogą dokonać najbardziej odpowiedniego dla siebie wyboru, w zależności od rzeczywistego zapotrzebowania, biorąc pod uwagę różne funkcjonalności baterii.
Zestaw akumulatorów litowych niskiego napięcia do magazynowania energii ma szerokie perspektywy zastosowania w dziedzinie nowej energii, szczególnie wyróżnia się w domowych systemach magazynowania energii oraz przemysłowych/komercyjnych systemach magazynowania energii, mających zastosowanie w domu, biurze, centrach handlowych, supermarketach, szpitalach i inne potrzeby wieloscenariuszowe. Jego zalety, takie jak wysokie bezpieczeństwo, długa żywotność i duża gęstość energii, sprawiają, że jest to jeden z ważnych trendów w rozwoju technologii magazynowania energii. CHISAGE ESS będzie w dalszym ciągu poświęcać się badaniom, rozwojowi i stosowaniu niskonapięciowych akumulatorów litowych do magazynowania energii, przyczyniając się do rozwoju nowego przemysłu energetycznego.
