Kako funkcioniše litijum-jonska baterija? Koje su njene prednosti u odnosu na olovno-kiselinsku bateriju? Kada se isplati koristiti litijum-jonsku bateriju za skladištenje energije?A litijum-jonska baterija(skraćeno: litijum-jonska baterija ili Li-ionska baterija) je generički naziv za akumulatore bazirane na litijumovim spojevima 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 vrstama baterija, ali u većini primjena zahtijevaju elektronske zaštitne krugove, jer negativno reaguju i na duboko pražnjenje i na prekomjerno punjenje.Litijum-jonske solarne baterije se pune električnom energijom iz fotonaponskog sistema i prazne po potrebi. Dugo vremena, olovne baterije su se smatrale idealnim solarnim rješenjem za ovu svrhu. Međutim, baterije zasnovane na litijum-jonskim baterijama imaju odlučujuće prednosti, iako je kupovina i dalje povezana s dodatnim troškovima, koji se, međutim, nadoknađuju ciljanom upotrebom.Tehnička struktura i ponašanje skladištenja energije litij-ionskih baterijaLitijum-jonske baterije se u svojoj opštoj strukturi ne razlikuju suštinski od olovno-kiselinskih baterija. Razlikuje se samo nosač naboja: Kada se baterija puni, litijum-joni "migriraju" sa pozitivne na negativnu elektrodu baterije i ostaju tamo "skladišteni" dok se baterija ponovo ne isprazni. Kao elektrode se obično koriste visokokvalitetni grafitni provodnici. Međutim, postoje i varijante sa željeznim ili kobaltnim provodnicima.U zavisnosti od korištenih provodnika, 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 (skoro) nemaju memorijske efekte ili samopražnjenja, a litijum-jonske baterije dugo zadržavaju svoju punu snagu.Litijum-jonske baterije za skladištenje energije obično se sastoje od hemijskih elemenata mangana, nikla i kobalta. Kobalt (hemijski naziv: kobalt) je rijedak element i stoga poskupljuje proizvodnju litijum-jonskih baterija za skladištenje energije. 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 donosi niz prednosti koje jednostavne olovno-kiselinske baterije ne mogu pružiti.◎Prije svega, 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 su također višestruko veći nego kod olovnih baterija.◎Zbog različitih materijala koji se koriste u proizvodnji, litijum-jonske baterije su takođe mnogo lakše od olovnih baterija i kompaktnije. Stoga zauzimaju manje prostora tokom instalacije.◎Litijum-jonske baterije takođe imaju bolja svojstva skladištenja u smislu samopražnjenja.◎Osim toga, ne smije se zaboraviti ni ekološki aspekt: Jer olovne baterije nisu posebno ekološki prihvatljive u svojoj proizvodnji zbog korištenog olova.Ključne tehničke brojke litijum-jonskih baterijaS druge strane, treba spomenuti i da, zbog dugog perioda upotrebe olovnih baterija, postoje mnogo značajnije dugoročne studije nego za još uvijek vrlo nove litijum-jonske baterije, tako da se njihova upotreba i povezani troškovi mogu bolje i pouzdanije izračunati. Osim toga, sigurnosni sistem modernih olovnih baterija je dijelom čak i bolji od onog kod litijum-jonskih baterija.U principu, zabrinutost zbog opasnih nedostataka u litijum-jonskim ćelijama također nije neosnovana: Na primjer, dendriti, tj. šiljasti litijumovi depoziti, mogu se formirati na anodi. Vjerovatnoća da oni tada izazovu kratke spojeve, a time i termalni bijeg (egzotermna reakcija sa jakim, samoubrzavajućim stvaranjem toplote), posebno je data kod litijum-jonskih ćelija koje sadrže komponente ćelije niskog kvaliteta. 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 s većim količinama proizvodnje također dovode do daljnjih tehničkih poboljšanja performansi skladištenja i veće operativne sigurnosti litijum-jonskih baterija, a također i do daljnjeg smanjenja troškova. Trenutni status tehničkog razvoja litijum-jonskih baterija može se sažeti u sljedećim ključnim tehničkim brojkama:
| Aplikacije | Skladištenje energije u kući, telekomunikacije, UPS, mikromreže |
|---|---|
| Područja primjene | Maksimalna PV vlastita potrošnja, Prebacivanje vršnog opterećenja, Režim Peak Valley, Van mreže |
| Efikasnost | 90% do 95% |
| Kapacitet skladišta | 1 kW do nekoliko MW |
| Gustoća energije | 100 do 200 Wh/kg |
| Vrijeme pražnjenja | 1 sat do nekoliko dana |
| Brzina samopražnjenja | ~ 5% godišnje |
| Vrijeme ciklusa | 3000 do 10000 (pri 80% pražnjenja) |
| Trošak investicije | 1.000 do 1.500 po kWh |
Kapacitet skladištenja i troškovi litijum-jonskih solarnih baterijaCijena litijum-jonske solarne baterije je generalno viša od cijene olovno-kiselinske baterije. Na primjer, olovne baterije kapaciteta5 kWhtrenutno koštaju u prosjeku 800 dolara po kilovat satu nominalnog kapaciteta.S druge strane, uporedivi litijumski sistemi 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 sa 5 kWh dostupne su i za samo 1.200 dolara po kWh.Uprkos generalno višim troškovima nabavke, cijena litijum-jonskog solarnog baterijskog sistema po uskladištenom kilovat-satu je povoljnija kada se izračuna tokom cijelog vijeka trajanja, budući da litijum-jonske baterije duže obezbjeđuju napajanje od olovnih baterija, koje se moraju zamijeniti nakon određenog vremenskog perioda.Stoga, prilikom kupovine stambenog sistema za skladištenje energije u baterijama, ne treba se plašiti viših troškova kupovine, već uvijek treba povezati ekonomsku efikasnost litijum-jonske baterije sa ukupnim vijekom trajanja i brojem uskladištenih kilovat-sati.Sljedeće formule mogu se koristiti za izračunavanje svih ključnih pokazatelja sistema za skladištenje energije litijum-jonskim baterijama za fotonaponske sisteme:1) Nominalni kapacitet * ciklusi punjenja = Teoretski kapacitet skladištenja.2) Teoretski kapacitet skladištenja * Efikasnost * Dubina pražnjenja = Korisni kapacitet skladištenja3) Troškovi kupovine / Korisni kapacitet skladištenja = Cijena po uskladištenom kWh
| Olovno-kiselinske baterije | Litijum-jonska baterija | |
| Nominalni 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% |
| Korisni kapacitet skladištenja | 8,795 kWh | 24,795 kWh |
| Troškovi akvizicije | 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-a, Nintec-a i CATL-a, kombinujte ih i opremite ih sistemom za kontrolu punjenja (sistem za upravljanje baterijom) prilagođenim fotonaponskom skladištenju energije kako biste osigurali pravilan i nesmetan rad svake pojedinačne ćelije za skladištenje, kao i cijelog sistema.
Vrijeme objave: 08.05.2024.