અસંગત સૌર લિથિયમ બેટરીના જોખમો શું છે?

લિથિયમ-આયન બેટરીની ઉર્જા ઘનતા ઊંચી છે, સલામતીના કારણોસર સામાન્ય વોલ્યુમ ખૂબ મોટું ડિઝાઇન કરવામાં આવશે નહીં, પરંતુ શ્રેણીબદ્ધ અને સમાંતર રીતે વાહક કનેક્ટર્સ દ્વારા સંખ્યાબંધ સિંગલ લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ કોષો પાવર સપ્લાયમાં પ્રવેશ કરે છે, જે સૌર લિથિયમ બેટરી મોડ્યુલ બનાવે છે, જો કે, આને સુસંગતતાની સમસ્યાનો સામનો કરવાની જરૂર છે.

ની અસંગતતાસૌર લિથિયમ બેટરીપરિમાણોમાં સામાન્ય રીતે ક્ષમતા, આંતરિક પ્રતિકાર, ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ અસંગતતા, ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન રચાયેલી બેટરી સેલની કામગીરીની અસંગતતા, ઉપયોગની પ્રક્રિયામાં વધુ તીવ્ર બનશે, સેલની અંદર સમાન બેટરી પેક, નબળું હંમેશા નબળું રહે છે અને નબળું બનવા માટે ઝડપી બને છે અને મોનોમર સેલ વચ્ચેના પરિમાણોના વિક્ષેપની ડિગ્રી, વૃદ્ધત્વની ડિગ્રીના ઊંડાણ અને મોટા થવા સાથે.

સંબંધિત વાંચન: સોલાર લિથિયમ બેટરી સુસંગતતા શું છે?

આ લેખ શ્રેણીમાં અને એકસાથે ઉપયોગમાં લેવાતી વખતે અસંગત કોષોનો પરિચય કરાવશે, લિથિયમ-આયન બેટરી પેકને શું નુકસાન થશે અને અસંગત સૌર લિથિયમ બેટરીની સમસ્યાનો સામનો આપણે કેવી રીતે કરવો જોઈએ.

અસંગત સૌર લિથિયમ બેટરીના જોખમો શું છે?

સૌર લિથિયમ બેટરી પેકની સંગ્રહ ક્ષમતામાં ઘટાડો

સૌર લિથિયમ બેટરી પેકની ડિઝાઇનમાં, એકંદર ક્ષમતા "બેરલ સિદ્ધાંત" સાથે સુસંગત છે, સૌથી ખરાબ લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સેલની ક્ષમતા સમગ્ર સૌર લિથિયમ બેટરી પેકની ક્ષમતા નક્કી કરે છે. ઓવરચાર્જિંગ અને ઓવર-ડિસ્ચાર્જિંગ અટકાવવા માટે, બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ નીચેના તર્કને અપનાવશે:

ડિસ્ચાર્જ કરતી વખતે: જ્યારે સૌથી નીચો સિંગલ સેલ વોલ્ટેજ ડિસ્ચાર્જ કટ-ઓફ વોલ્ટેજ સુધી પહોંચે છે, ત્યારે આખું બેટરી પેક ડિસ્ચાર્જ થવાનું બંધ કરે છે;
ચાર્જિંગ દરમિયાન: જ્યારે સૌથી વધુ વ્યક્તિગત વોલ્ટેજ ચાર્જિંગ કટ-ઓફ વોલ્ટેજને સ્પર્શે છે, ત્યારે ચાર્જિંગ બંધ થઈ જાય છે.

વધુમાં, જ્યારે નાની ક્ષમતાવાળા બેટરી સેલનો ઉપયોગ મોટી ક્ષમતાવાળા બેટરી સેલ સાથે શ્રેણીમાં કરવામાં આવે છે, ત્યારે નાની ક્ષમતાવાળા બેટરી સેલ હંમેશા સંપૂર્ણપણે ડિસ્ચાર્જ થશે, જ્યારે મોટી ક્ષમતાવાળા બેટરી સેલ હંમેશા તેની ક્ષમતાના એક ભાગનો ઉપયોગ કરશે, પરિણામે સમગ્ર બેટરી પેકની ક્ષમતા હંમેશા તેની ક્ષમતાનો એક ભાગ નિષ્ક્રિય સ્થિતિમાં રહેશે.

સૌર લિથિયમ બેટરી પેકની સંગ્રહ આયુષ્યમાં ઘટાડો

તેવી જ રીતે, એકનું આયુષ્યલિથિયમ સોલર બેટરીસૌથી ટૂંકી આયુષ્ય ધરાવતા લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સેલ પર આધાર રાખે છે. સંભવ છે કે સૌથી ટૂંકી આયુષ્ય ધરાવતો સેલ ઓછી ક્ષમતા ધરાવતો લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સેલ હશે. ઓછી ક્ષમતા ધરાવતો LiFePO4 સેલ તેના જીવનકાળના અંત સુધી પહોંચનાર પ્રથમ હશે કારણ કે તે દરેક વખતે સંપૂર્ણપણે ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ થાય છે. જ્યારે લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ કોષોના જૂથ તરીકે વેલ્ડિંગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સમગ્ર સૌર લિથિયમ બેટરી પેક પણ જીવનકાળના અંતને અનુસરશે.

સૌર બેટરી પેકના આંતરિક પ્રતિકારમાં વધારો

જ્યારે સમાન પ્રવાહ વિવિધ આંતરિક પ્રતિકાર ધરાવતા કોષોમાંથી વહે છે, ત્યારે ઉચ્ચ આંતરિક પ્રતિકાર ધરાવતો LiFePO4 કોષ વધુ ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે. આનાથી સૌર કોષનું તાપમાન ઊંચું થાય છે, જે બગાડ દરને વેગ આપે છે અને આંતરિક પ્રતિકારમાં વધુ વધારો કરે છે. આંતરિક પ્રતિકાર અને તાપમાનમાં વધારો વચ્ચે નકારાત્મક પ્રતિભાવોની જોડી રચાય છે, જે ઉચ્ચ આંતરિક પ્રતિકાર ધરાવતા કોષોના બગાડને વેગ આપે છે.

ઉપરોક્ત ત્રણ પરિમાણો સંપૂર્ણપણે સ્વતંત્ર નથી, અને ખૂબ જ વૃદ્ધ કોષોમાં આંતરિક પ્રતિકાર વધુ હોય છે અને ક્ષમતામાં વધુ ઘટાડો થાય છે. જો કે આ પરિમાણો એકબીજાને અસર કરે છે, પરંતુ અલગથી તેમની સંબંધિત પ્રભાવ દિશા સમજાવે છે, સૌર લિથિયમ બેટરીની અસંગતતાના નુકસાનને વધુ સારી રીતે સમજવામાં મદદ કરે છે.

લિથિયમ સોલર બેટરીની અસંગતતાનો સામનો કેવી રીતે કરવો?

થર્મલ મેનેજમેન્ટ

અસંગત આંતરિક પ્રતિકાર ધરાવતા લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ કોષો વિવિધ માત્રામાં ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે તે સમસ્યાના પ્રતિભાવમાં, સમગ્ર બેટરી પેકમાં તાપમાનના તફાવતને નિયંત્રિત કરવા માટે થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમનો સમાવેશ કરી શકાય છે જેથી તાપમાનનો તફાવત નાની શ્રેણીમાં રહે. આ રીતે, જો વધુ ગરમી ઉત્પન્ન કરતા કોષમાં હજુ પણ ઉચ્ચ તાપમાનમાં વધારો થાય છે, તો પણ તે અન્ય કોષોથી દૂર જશે નહીં, અને બગાડનું સ્તર નોંધપાત્ર રીતે અલગ રહેશે નહીં. સામાન્ય થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમમાં એર-કૂલ્ડ અને લિક્વિડ-કૂલ્ડ સિસ્ટમનો સમાવેશ થાય છે.

સૉર્ટિંગ

સૉર્ટિંગનો હેતુ લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી કોષોના વિવિધ પરિમાણો અને બેચને પસંદગી દ્વારા અલગ કરવાનો છે, ભલે લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી કોષોનો સમાન બેચ હોય, પણ તેને સ્ક્રીનીંગ કરવાની પણ જરૂર હોય, બેટરી પેક, બેટરી પેકમાં લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી કોષોની સંબંધિત સાંદ્રતાના પરિમાણો. સૉર્ટિંગ પદ્ધતિઓમાં સ્ટેટિક સૉર્ટિંગ અને ડાયનેમિક સૉર્ટિંગનો સમાવેશ થાય છે.

સમાનતા

લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ કોષોની અસંગતતાને કારણે, કેટલાક કોષોનો ટર્મિનલ વોલ્ટેજ અન્ય કોષો કરતા આગળ હશે અને પહેલા નિયંત્રણ થ્રેશોલ્ડ સુધી પહોંચશે, જેના પરિણામે સમગ્ર સિસ્ટમની ક્ષમતા ઓછી થશે. બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ BMS નું સમાનીકરણ કાર્ય આ સમસ્યાને ખૂબ સારી રીતે હલ કરી શકે છે.

જ્યારે લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી સેલ ચાર્જિંગ કટ-ઓફ વોલ્ટેજ સુધી પહોંચવામાં સૌ પ્રથમ હોય છે, જ્યારે બાકીનો લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી સેલ વોલ્ટેજ પાછળ રહે છે, ત્યારે BMS ચાર્જિંગ ઇક્વલાઇઝેશન ફંક્શન અથવા રેઝિસ્ટર સુધી પહોંચવાનું શરૂ કરશે, જેથી હાઇ-વોલ્ટેજ લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી સેલના પાવરનો એક ભાગ ડિસ્ચાર્જ થઈ શકે, અથવા ઊર્જાને લો-વોલ્ટેજ લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી સેલ ઉપર સ્થાનાંતરિત કરી શકાય. આ રીતે, ચાર્જિંગ કટ-ઓફ સ્થિતિ દૂર થાય છે, ચાર્જિંગ પ્રક્રિયા ફરીથી શરૂ થાય છે, અને બેટરી પેકને વધુ પાવરથી ચાર્જ કરી શકાય છે.