Ipari hírek
Az akkumulátoros energiatároló rendszer úgy működik, hogy az elektromos energiát belül tárolt kémiai energiává alakítja energiatároló akkumulátorcellák , majd igény szerint visszaalakítja használható elektromos árammá egy akkumulátorkezelő rendszeren, egy energiaátalakító rendszeren és egy inverteren keresztül. A töltés során a hálózatról vagy a napelemes tömbből érkező váltakozó áramot egyenárammá alakítják, és a cellákba tolják, ahol egy kémiai reakció tárolja ezt az energiát. A kisülés során a reakció megfordul, a cellák a tárolt energiát egyenáramként szabadítják fel, és az inverter azt visszaváltja váltakozó árammá, hogy azt a készülékek, berendezések vagy a hálózat felhasználja.
Az útmutató további része a rendszert alapvető összetevőire bontja, és elmagyarázza, hogyan energiatároló akkumulátorcellák modulokba és csomagokba vannak csoportosítva, és lefedi azokat a gyakorlati tényezőket, amelyek meghatározzák, hogy egy akkumulátoros energiatároló rendszer mennyire teljesít az élettartama során.
Az akkumulátor energiatároló rendszerének alapelemei
Az akkumulátoros energiatároló rendszer nem egyetlen eszköz, hanem hardverek és vezérlőszoftverek összehangolt kötege. Minden rétegnek külön feladata van, és a rendszer csak a leggyengébb láncszemének megfelelően teljesít.
Energiatároló akkumulátorcellák
A cella az alapvető építőelem, ahol a tényleges kémiai energiatárolás történik. A lítium-vas-foszfát, általánosan rövidítve LFP, a stabilitása és a régebbi nikkel alapú vegyi anyagokhoz képest hosszú élettartama miatt a domináns kémiai választássá vált az álló tároláshoz.
Akkumulátor modulok és csomagok
Az egyes cellákat sorosan és párhuzamosan kapcsolják modulokká, majd a modulokat csomagokká egyesítik, hogy elérjék a projekt által igényelt feszültséget és kapacitást. Ez a réteges szerkezet lehetővé teszi a gyártók számára, hogy ugyanazt az alapcella-tervet méretezzék egy kis lakóegységtől a konténer méretű ipari rendszerig.
Akkumulátorkezelő rendszer
Az általában BMS-re rövidített akkumulátor-kezelő rendszer folyamatosan követi a feszültséget, az áramerősséget és a hőmérsékletet a csomag minden cellájában. Megvédi a rendszert azáltal, hogy leállítja a töltést vagy a kisütést, ha egy cella a biztonságos határokon kívülre kerül, és kiegyensúlyozza a töltési szintet a cellák között, így egyetlen cella sem esik túlterhelt, míg a többiek nem használnak.
Áramátalakító rendszer és inverter
Az energiaátalakító rendszer kezeli az energiaáramlást az akkumulátorcsomag és a külső elektromos áramkör között, míg az inverter a cellákban tárolt egyenáram és az otthonok, gyárak vagy a hálózat által használt váltakozó áram közötti átalakítást.
Hőkezelés
Az akkumulátorcellák a töltés és a kisütés során egyaránt hőt termelnek, és ezt a hőt egyenletesen el kell távolítani az idő előtti öregedés megelőzése érdekében. A léghűtéses kialakítások környezeti vagy kondicionált levegőt keringetnek a csomagon keresztül, míg a folyadékhűtéses kiviteleknél a hűtőfolyadékot a cellákkal közvetlenül érintkező, lezárt lemezeken vagy csöveken keresztül keringetik, ami általában szorosabb hőmérsékletet tart fenn a csomagoláson, mint a léghűtés önmagában.
Az energiaút követése egy teljes töltési és kisütési cikluson keresztül
Az akkumulátor energiatároló rendszerének megértése a legegyszerűbb, ha nyomon követi, mi történik az elektromossággal, amikor az egyes irányban áthalad a rendszeren.
- A hálózatról, generátorról vagy szoláris inverterről érkező váltakozó áram eléri az áramátalakító rendszert.
- Az áramátalakító rendszer ezt a váltakozó áramot egyenárammá alakítja, amely alkalmas az akkumulátor töltésére.
- Az akkumulátorkezelő rendszer a töltőáramot a modulokhoz irányítja, miközben minden egyes cellát felügyel, hogy a feszültséget és a hőmérsékletet a biztonságos működési határokon belül tartsa.
- A tárolt energia a cellákban marad mindaddig, amíg egy kisütési parancsot nem indítanak, akár egy ütemezett program, akár egy hálózati jel vagy egy áramszünet észlelése.
- A kisütés során a cellák egyenáramot bocsátanak ki, amely visszahalad az energiaátalakító rendszeren és az inverteren, hogy a csatlakoztatott terhelés számára használható váltakozó árammá alakuljon át.
Miért határozza meg a sejtkémia a valós teljesítményt?
Nem mind energiatároló akkumulátorcellák telepítés után ugyanúgy viselkednek, és a kémiai különbségek közvetlenül megmutatkoznak a ciklus élettartamában, a biztonsági ráhagyásban és a felhasználható kapacitásban.
| Kémia | Ciklus élettartama 80 százalékos kapacitásra | Tipikus kisülési mélység |
|---|---|---|
| LiFePO4 (LFP) | 4000-6000 ciklus | 80-90 százalék |
| NMC lítium-ion | 1500-2500 ciklus | 70-85 százalék |
| Ólom-sav | 300-700 ciklus | 50 százalék |
Az LFP sejtek általában nagyjából kétszeres-háromszoros ciklusélettartamot kínálnak az NMC sejtek számára mielőtt elérnék eredeti kapacitásuk 80 százalékát, ami a fő oka annak, hogy az LFP lett az alapértelmezett választás a helyhez kötött energiatároláshoz, nem pedig a nagy energiasűrűségű alkalmazásokhoz, például az elektromos járművekhez, ahol az NMC még mindig előnyben van.
Léghűtés az akkumulátoron belüli folyadékhűtéssel szemben
A hőkezelési tervezés közvetlen hatással van arra, hogy az akkumulátor energiatároló rendszere milyen következetesen teljesít a névleges élettartama alatt, mivel a csomagon belüli egyenetlen hő hatására egyes cellák gyorsabban bomlanak le, mint mások.
Hogyan javítja a folyadékhűtés a konzisztenciát
A folyadékhűtéses rendszer a hűtőfolyadékot lezárt lemezeken vagy csöveken keresztül keringeti, amelyek közvetlen hőkontaktusban maradnak minden cellával vagy modullal, így egyenletesen vonják el a hőt, nem pedig a levegőáramra hagyatkoznak, amely a cellák zsebeit melegebbé teheti, mint a többi. A folyadékhűtés nagyjából 3 Celsius-fokon belül tudja tartani az akkumulátorcsomag hőmérsékletét, szemben a léghűtéses kiviteleknél általában megfigyelhető 8-15 Celsius-fokkal.
Miért számít a különbség az évek óta tartó működés során?
A szorosabb hőmérséklet-eloszlás azt jelenti, hogy a csomagon belüli sejtek közel azonos sebességgel öregszenek, ami csökkenti a korai egyedi sejtmeghibásodás esélyét, és segít a teljes csomagnak hosszabb ideig megőrizni a használható kapacitást. Ez a következetesség különösen fontossá válik, amikor a projektek léptéke a megawattórás és gigawattórás telepítések felé növekszik, ahol a meghosszabbított élettartam értéke egy sokkal nagyobb tőkebefektetéssel együtt jár.
Hogyan változtatja meg a rendszer léptéke a tervezési prioritásokat
Ugyanaz az alapvető cellatechnológia nagyon különböző termékkategóriákat támogat felfelé vagy lefelé, és a prioritások attól függően változnak, hogy a rendszer hol helyezkedik el ebben a tartományban.
| Rendszerlépték | Tipikus kapacitás tartomány | Elsődleges tervezési prioritás |
|---|---|---|
| Lakossági | 5-20 kWh | Kis helyigény, csendes működés, egyszerű telepítés |
| Kereskedelmi és ipari szekrény | 200-400 kWh | Csúcsborotválkozás, kültéri tartósság, IP-besorolású ház |
| Közüzemi és ipari megawatt léptékű | Megawattórától gigawattóráig | Hosszú élettartam, folyadékhűtés, rács szintű megbízhatóság |
A Ningbo Nxten Energy Technology Co., Ltd. ezen a teljes skálán tervez, energiatároló akkumulátorcellákat, modulokat, akkumulátorcsomagokat és komplett rendszereket állít elő vertikálisan integrált gyártási struktúra alatt, amely lehetővé teszi az egyenletes cellaminőséget a kis lakossági csomagoktól az ipari és közüzemi méretű telepítésekig.
Az energiatároló akkumulátorcellákra vonatkozó biztonsági előírások
Mivel az akkumulátoros energiatároló rendszer nagy mennyiségű energiát tárol egy kompakt helyen, a biztonsági ellenőrzés a felelős rendszertervezés alapvető része, nem pedig opcionális kiegészítő.
- Az IEC 62619 nemzetközi biztonsági követelményeket határoz meg a helyhez kötött alkalmazásokban használt másodlagos lítiumcellákra és akkumulátorokra vonatkozóan.
- Az UL 1973 az Egyesült Államok elsődleges szabványa a helyhez kötött és mozgató akkumulátoros energiatároló rendszerekre vonatkozóan, és lefedi a visszaélések tesztelését, például a rövidzárlatot, a túltöltést és a hősokkot.
- UN 38.3 tanúsítvány szükséges a lítium akkumulátorok légi szállításához és minden olyan rendszerhez, amelyet nemzetközileg kell szállítani.
- Az IP54-es vagy magasabb besorolás a por és a fröccsenő víz elleni védelmet jelzi, ami minden kültéren telepített csomag esetében fontos.
Gyakran ismételt kérdések az akkumulátoros energiatároló rendszerek működésével kapcsolatban
Mi a különbség az akkumulátorcella, a modul és a csomag között?
A cella a legkisebb egyedi energiatároló egység, a modul sorosan és párhuzamosan egymáshoz huzalozott cellák csoportja, a csomag pedig a modulok teljes összeállítása az akkumulátor-kezelő rendszerrel, a vezetékekkel és az önálló tárolóegységként való működéshez szükséges burkolattal együtt.
Miért használ a legtöbb modern akkumulátoros energiatároló rendszer LFP cellákat?
Az LFP cellák erős hőstabilitást és hosszú ciklusélettartamot egyesítenek, általában elérik a 4000-6000 ciklust, mielőtt az eredeti kapacitás 80 százalékára csökkennének, ami jól illeszkedik az olyan helyhez kötött rendszerekhez, amelyek a hosszú élettartamot és a biztonságot helyezik előtérbe a más vegyi anyagok által kínált magasabb energiasűrűséggel szemben.
Működik-e az akkumulátoros energiatároló rendszer napfény vagy generátor nélkül
Igen, a feltöltést követően az akkumulátoros energiatároló rendszer minden aktív termelési forrástól függetlenül képes kisütni a tárolt energiát, ami pontosan lehetővé teszi egy otthon vagy létesítmény áramellátását hálózati kimaradás vagy napenergia-termelés nélküli időszak alatt.
Hogyan akadályozza meg az akkumulátorkezelő rendszer a cellák károsodását?
Az akkumulátorvezérlő rendszer folyamatosan figyeli a feszültséget, az áramerősséget és a hőmérsékletet a cella szintjén, és automatikusan megszakítja a töltést vagy a kisütést, ha bármely leolvasott érték a biztonságos tartományon kívülre kerül, miközben kiegyenlíti a töltést a cellák között, így egyetlen cellát sem nyomnak erősebben, mint a csomag többi részét.
Folyadékhűtés szükséges minden akkumulátor-energiatároló rendszerhez
Nem minden rendszerhez, mivel a kisebb lakossági csomagok gyakran megfelelően teljesítenek léghűtéssel, de a folyadékhűtés egyre felértékelődik, ahogy a rendszer mérete a kereskedelmi és ipari méretek felé nő, ahol a szigorúbb hőmérsékletszabályozás jelentősen meghosszabbítja az élettartamot egy sokkal nagyobb tőkebefektetés mellett.
