Сүлжээний тогтвортой байдал, сэргээгдэх эрчим хүчний интеграцчлал, нөөц эрчим хүчний шийдлүүдийн хэрэгцээ шаардлагаас үүдэлтэй эрчим хүч хадгалах зах зээл эрчимтэй хөгжиж байна. Ихэнх батерейны эрчим хүч хадгалах системүүдийн (BESS) гол цөм нь лити-ион технологи бөгөөд литийн төмрийн фосфат (LFP) ба никель манганы кобальт (NMC) нь хамгийн алдартай хоёр химийн бодис юм.
Батерейны химийн найрлагыг зөв сонгох нь эрчим хүч хуримтлуулах аливаа төслийн хувьд гүйцэтгэл, аюулгүй байдал, ашиглалтын хугацаа болон өртөгт нөлөөлдөг чухал шийдвэр юм. LFP болон NMC аль аль нь батлагдсан амжилтын түүхтэй хэдий ч, тэдгээрийн өвөрмөц шинж чанарууд нь тэдгээрийг асар их эрчим хүч хадгалах газрын янз бүрийн хэрэглээнд тохиромжтой болгодог.
Энэ нийтлэлд LFP болон NMC батерейг нарийвчлан харьцуулж, ялангуяа эрчим хүч хадгалах систем (ESS) дахь тэдгээрийн хамаарал, гүйцэтгэлд анхаарлаа хандуулдаг.
Үндсэн ойлголтыг ойлгох: LFP ба NMC батерей гэж юу вэ?
LFP болон NMC хоёулаа лити-ион батерейны төрөл бөгөөд эерэг электрод (катод) ба сөрөг электрод (анод) хооронд литийн ионуудын хөдөлгөөнөөр эрчим хүчийг хадгалж, ялгаруулдаг гэсэн үг юм. Гол ялгаа нь катодын материалд оршдог.
LFP (литийн төмрийн фосфат): катодын материал болгон LiFePO4 ашигладаг. Энэ бүтэц нь онцгой тогтвортой байдгаараа алдартай.
NMC (Никель манганы кобальт): Катод болгон янз бүрийн харьцаатай никель, манган, кобальт ислийн холимог (жишээ нь, NMC 111, 532, 622, 811) ашигладаг. Харьцааг тохируулснаар үйлдвэрлэгчид эрчим хүчний нягтрал эсвэл мөчлөгийн хугацаа гэх мэт өөр өөр шинж чанаруудыг оновчтой болгож чадна.
Одоо эрчим хүч хадгалах хэрэглээнд хамгийн чухал хүчин зүйлүүд дээр үндэслэн тэдгээрийг харьцуулж үзье.
Гүйцэтгэлийн үндсэн үзүүлэлтүүд: ESS дахь LFP ба NMC
BESS-ийн батерейг үнэлэхдээ хэд хэдэн техникийн үзүүлэлтүүд гол байр суурийг эзэлдэг.
Аюулгүй байдал
LFP: Тогтвортой оливин бүтэцтэй учир ерөнхийдөө аюулгүй гэж үздэг. LiFePO4 дахь PO холбоо нь NMC дахь металл-оксидын холбооноос илүү хүчтэй тул хэт цэнэглэх, физик гэмтэл гэх мэт хүнд нөхцөлд ч дулааны гүйдэлд өртөмтгий байдаг. Энэхүү байгалийн аюулгүй байдал нь аюулгүй байдал хамгийн чухал байдаг том хэмжээний, суурин эрчим хүч хадгалах системүүдийн гол давуу тал юм.
NMC: Хэдийгээр мэдэгдэхүйц сайжруулалт хийгдсэн боловч NMC батерейнууд, ялангуяа өндөр никель хувилбарууд нь LFP-ээс дулааны хувьд бага тогтвортой бөгөөд хэрэв зохих ёсоор удирдаагүй бол дулааны алдагдалд илүү өртөмтгий байдаг. Батерейны удирдлагын дэвшилтэт систем (BMS) болон дулааны удирдлага нь NMC-ийн аюулгүй байдлыг хангахад маш чухал юм.
[ESS-д зориулсан онцлох зүйл]:Суурин хадгалалтын хувьд LFP-ийн аюулгүй байдлын өндөр үзүүлэлт нь NMC-тэй харьцуулахад системийн дизайныг хялбарчлах, аюулгүй байдлын дэд бүтцийн зардлыг бууруулах чухал давуу тал юм.
Амьдралын мөчлөг
LFP: Ихэнх NMC химийн бодисуудтай харьцуулахад ихэвчлэн урт хугацааны мөчлөгийг санал болгодог. LFP батерейнууд нь ихэвчлэн хэдэн мянган цэнэглэх цэнэгийн циклийг (жишээлбэл, 80% DOD-д 6,000+ цикл) хамгийн бага доройтолтой тэсвэрлэдэг. Энэхүү бат бөх байдал нь тогтвортой болор бүтэцтэй, дугуй унах үед механик ачаалал багатай холбоотой юм.
NMC: Циклийн хугацаа нь NMC-ийн тодорхой найрлагаас хамааран ихээхэн ялгаатай байдаг (жишээ нь, NMC 111 гэх мэт бага хэмжээний никель нь өндөр никель NMC 811-ээс урт наслах боломжтой). Зарим NMC-ийн найрлага нь сайн мөчлөгийн ашиглалтанд хүрдэг ч LFP нь олон жилийн турш маш олон удаа дугуй унах шаардлагатай програмуудад давуу талтай байдаг бөгөөд энэ нь сүлжээний хэмжүүр, давтамжийн зохицуулалтад түгээмэл байдаг.
[ESS-д зориулсан онцлох зүйл]:Циклийн урт наслалт нь ESS-ийн ашиглалтын хугацааг уртасгаж, төслийн хугацаанд нийт эзэмших зардлыг бууруулдаг. LFP-ийн тэсвэр тэвчээр нь хэрэглээний хэмжээний хадгалахад улам бүр түгээмэл болж байгаа гол хүчин зүйл юм.
Эрчим хүчний нягтрал (Wh/kg & Wh/L)
LFP: Ихэнх NMC найрлагатай харьцуулахад эрчим хүчний нягтрал багатай. Энэ нь LFP батерей нь ижил эрчим хүчний багтаамжтай NMC батерейгаас илүү хүнд, том байх болно гэсэн үг юм.
NMC: Өндөр эрчим хүчний нягтрал, ялангуяа өндөр никель хувилбаруудыг санал болгодог (NMC 811 гэх мэт). Энэ шинж чанар нь жолоодлогын зайг нэмэгдүүлэхийн тулд цахилгаан тээврийн хэрэгсэл (EV) зэрэг орон зай, жин чухал ач холбогдолтой хэрэглээнд маш их үнэлэгддэг.
[ESS-д зориулсан онцлох зүйл]:Чухал ач холбогдолтой хэдий ч өндөр эрчим хүчний нягтрал нь хөдөлгөөнт хэрэглээтэй (EVs) харьцуулахад суурин эрчим хүчний хуримтлал (BESS)-д бага ач холбогдолтой байдаг. Олон тооны сүлжээ эсвэл арилжааны агуулахын төслүүдэд ашиглах боломжтой зай нь тээврийн хэрэгслийнхээс бага байдаг тул LFP-ийн бага эрчим хүчний нягтрал нь сул тал биш юм. Аюулгүй байдал, мөчлөгийн амьдрал нь ихэвчлэн тэргүүлэх байр суурь эзэлдэг.
Зардал
LFP: Никель, кобальттай харьцуулахад төмөр, фосфатын элбэг ба хямд өртөгтэй тул үйлдвэрлэлийн өртөг нь ерөнхийдөө бага байдаг. LFP нь ихэвчлэн кобальт агуулаагүй бөгөөд кобальтын олборлолттой холбоотой үнийн хэлбэлзэл, ёс зүйн асуудлаас зайлсхийдэг.
NMC: Никель, ялангуяа кобальтын үнийн хэлбэлзэлтэй холбоотойгоор илүү үнэтэй байх хандлагатай байдаг. Тодорхой зардал нь Ni:Mn:Co харьцаанаас хамаарна.
[ESS-д зориулсан онцлох зүйл]:Эрчим хүчний хуримтлалыг өргөн цар хүрээтэй ашиглахад хэмнэлттэй байх нь маш чухал юм. LFP-ийн анхны өртөг бага, мөчлөгийн урт хугацаа нь BESS-ийн олон төслүүдэд эдийн засгийн хувьд сонирхолтой болгодог.
Эрчим хүчний чадавхи (C-хувь)
LFP: Цэнэглэх/цэнэглэх зэрэгт тохирсон сайн чадавхийг хангаж чадна. Хэт өндөр C-хувьд (>5C) зориулагдаагүй ч LFP нь ачааллыг тэгшлэх, оргил үсээ хусах, тэр ч байтугай зарим давтамжийн зохицуулалтад шаардлагатай BESS-ийн ердийн C-хувьд (жишээ нь, 0.5С-аас 2С) сайн ажилладаг.
NMC: Өндөр никель NMC нь заримдаа маш их эрэлт хэрэгцээтэй импульсийн хэрэглээнд бага зэрэг өндөр чадлын чадавхийг санал болгодог ч стандарт NMC нь BESS-ийн ердийн эрчим хүчний шаардлагад сайн ажилладаг.
[ESS-д зориулсан онцлох зүйл]:Хоёр химийн бодис нь BESS-ийн ихэнх хэрэглээний эрчим хүчний шаардлагыг хангаж чаддаг. Шаардлагатай тодорхой C-хувь нь хэрэглээнээс хамаарна (жишээ нь, давтамжийн зохицуулалт нь оргил үсээ хусахаас илүү өндөр C-хувь шаарддаг).
Температурын гүйцэтгэл
LFP: Ерөнхийдөө NMC-тэй харьцуулахад өндөр температурт илүү сайн ажилладаг бөгөөд дулааны хувьд илүү тогтвортой байдаг нь зарим орчинд дулааны менежментийг хялбаршуулдаг. Гэсэн хэдий ч LFP-ийн гүйцэтгэл нь маш бага температурт NMC-ээс хурдан доройтож болно.
NMC: LFP-ээс маш бага температурт илүү сайн гүйцэтгэлийг санал болгодог. Гэсэн хэдий ч өндөр температурт дулааны гүйлтийн эрсдэл илүү их байдаг тул бат бөх хөргөлтийн системийг шаарддаг.
[ESS-д зориулсан онцлох зүйл]:Байгаль орчны үйл ажиллагааны температурын хязгаар нь чухал юм. Хоёр химийн бодис нь оновчтой гүйцэтгэл, ашиглалтын хугацааг хадгалахын тулд зохих дулааны удирдлагын системийг (халаалт, хөргөлт) шаарддаг боловч тусгай шаардлага нь өөр байж болно.
LFP vs NMC: Эрчим хүчний хадгалалтын харьцуулсан хүснэгт
| Онцлог / Онцлог | LFP (литийн төмрийн фосфат) | NMC (Никель манганы кобальт) | Эрчим хүчний хадгалалтын хамаарал (ESS) |
|---|---|---|---|
| Катодын материал | LiFePO4 | LiNixMnyCozO2 (жишээ нь, NMC 111, 532, 622, 811) | Үндсэн шинж чанар, аюулгүй байдал, өртөг, гүйцэтгэлийг тодорхойлдог. |
| Аюулгүй байдал | Илүү өндөр (маш тогтвортой бүтэц) | Доод (Дулааны гүйдэлд илүү өртөмтгий, ялангуяа өндөр Ni) | Шүүмжтэй. LFP-ийн аюулгүй байдал нь том хэмжээний BESS-ийн гол давуу тал юм. |
| Амьдралын мөчлөг | Илүү урт (ихэвчлэн 6,000+ цикл) | LFP-ээс богино (Бүрцээс хамаарч өөр өөр байдаг, ихэвчлэн 1,000-4,000+) | Маш чухал. Илүү урт наслалт нь LCOS болон солих хэрэгцээг бууруулдаг. |
| Эрчим хүчний нягтрал | Доод | Илүү өндөр (ялангуяа өндөр Ni-ийн хувилбарууд) | EV-ээс бага шүүмжлэлтэй; BESS-ийн хувьд зөвшөөрөгдөх өндөр хэмжээ/жин. |
| Зардал | Доод (Кобальт агуулаагүй, элбэг дэлбэг материал) | Илүү өндөр (Никель, кобальт агуулсан) | Чухал ач холбогдолтой. Бага зардал (анхны болон LCOS) нь BESS-ийг нэвтрүүлэхэд хүргэдэг. |
| Эрчим хүчний чадвар | Сайн (Энгийн BESS ханшид тохиромжтой) | Сайн (Судасны цохилтын хувьд бага зэрэг өндөр байж болно) | Аль аль нь BESS-ийн ихэнх хэрэгцээг хангаж чадна; тодорхой хэрэглээний C-хувь хамаарна. |
| Температурын хүрээ | Өндөр температурт сайн гүйцэтгэл, бага температурт сул | Бага температурт илүү сайн гүйцэтгэл, өндөр температурт мэдрэмтгий (аюулгүй байдал) | Дулааны зөв менежментийг шаарддаг; LFP өндөр температурт тэсвэрлэх чадвар нь давуу тал юм. |
| Дулааны менежмент | Илүү энгийн системүүд нь ихэвчлэн хангалттай байдаг | Илүү бат бөх системүүд ихэвчлэн шаардлагатай байдаг (ялангуяа хөргөх) | Системийн өртөг, нарийн төвөгтэй байдалд нөлөөлдөг. |
Эрчим хүч хадгалахад хэрэглэхэд тохиромжтой байдал
Тэдний шинж чанарт үндэслэн LFP болон NMC нь эрчим хүч хадгалах зах зээл дээр өөрсдийн байр сууриа олдог.
Эрчим хүчний хадгалалтын LFP:
Сүлжээний хэмжүүр: Аюулгүй байдал, ашиглалтын хугацаа урт, зардал багатай тул ачааллыг тэгшитгэх, сэргээгдэх эрчим хүчийг нэгтгэх, хүчин чадлыг бэхжүүлэх зэрэгт нэн тохиромжтой.
Арилжааны болон аж үйлдвэрийн (C&I) BESS: Аюулгүй байдал, ашиглалтын хугацаа нь чухал байдаг оргил үе хусах, ашиглалтын хугацааг оновчтой болгох, нөөц хүч зэргээрээ алдартай.
Орон сууцны ESS: Аюулгүй байдал, урт наслалт, хямд өртөгтэй тул ихэвчлэн нарны PV-тэй хослуулан гэрийн батерейны системд илүүд үздэг.
UPS системүүд: удаан эдэлгээтэй, хөнгөн жинтэй тул тасралтгүй цахилгаан хангамжийн олон хэрэглээнд хар тугалганы хүчлийг орлуулдаг.
Эрчим хүч хадгалах NMC:
LFP нь одоогоор тусгай зориулалтын суурин хадгалалтаараа тэргүүлж байгаа ч NMC-ийг ялангуяа бага зэрэг өндөр эрчим хүчний нягтралыг чухалчлах эсвэл бага температурт ажиллах нь давуу талтай маш хүйтэн цаг агаарт ажилладаг системд олддог.
Хэт өндөр чадлын импульс шаарддаг зарим тусгай програмууд нь NMC-ийг авч үзэж болох ч өндөр хүчин чадалтай LFP хувилбарууд сайжирч байна.
NMC-ийн зардал буурч, аюулгүй байдал/амьдралын хугацаа сайжрах тусам BESS-ийн тодорхой сегментүүдэд дахин байр сууриа олж авч магадгүй гэдгийг анхаарах нь чухал.
Дүгнэлт: Таны ESS төслийн зөв химийг сонгох
Эрчим хүч хадгалах салбарт LFP болон NMC батерейны химийн сонголт нь хэрэглээний тодорхой шаардлагад үндэслэн өөр өөр хүчин зүйлсийг эрэмбэлэхээс эхэлдэг.
LFP нь одоогийн байдлаар аюулгүй байдал, урт хугацааны ашиглалтын хугацаа, өртөг хэмнэлттэй байдгаараа суурин эрчим хүчний хадгалалтын зах зээлд чухал давуу талыг эзэмшдэг бөгөөд энэ нь ихэнх сүлжээ, C&I болон орон сууцны BESS-ийн гол сонголт болж байна.
Эрчим хүчний өндөр нягтралтай NMC нь орон зай, жинг дээд зэргээр хангадаг хэрэглээнд, ялангуяа цахилгаан тээврийн хэрэгслийн үйлдвэрлэлд чухал ач холбогдолтой хэвээр байгаа ч шинж чанар нь мөн хөгжиж байна.
Ихэнх эрчим хүч хадгалах төслүүдийн хувьд LFP батерейны бат бөх аюулгүй байдал, бат бөх чанар, эдийн засгийн ашигтай байдал нь тэдгээрийг илүүд үздэг технологи болгодог. Гэсэн хэдий ч шаардагдах ашиглалтын хугацаа, ашиглалтын орчин, эрчим хүчний хэрэгцээ, төсөв зэрэг төслийн онцлогийг анхааралтай авч үзэх нь чухал юм.
BSLBATT нь LFP ашиглан зайны эрчим хүч хадгалах дэвшилтэт шийдлүүдийг санал болгодог. Манай мэргэжлийн ур чадвар нь танд эрчим хүч хадгалах өвөрмөц хэрэгцээнд тохирсон батерейны хими болон системийн дизайныг авах боломжийг танд олгоно.
Манай LFP батерейны шийдлүүдтэй танилцана уу:www.bsl-battery.com/products/
Манай BESS шийдлүүдийн талаар мэдэж аваарай:www.bsl-battery.com/ci-ess/
Төслөө хэлэлцэхийн тулд бидэнтэй холбоо барина уу:www.bsl-battery.com/contact-us/
Байнга асуудаг асуултууд (FAQ)
Асуулт 1: Гэрийн эрчим хүчийг хадгалахад LFP эсвэл NMC батерейны аль нь илүү аюулгүй вэ?
Хариулт: LFP батерейнууд нь химийн бүтэц нь илүү тогтвортой байдаг тул орон сууц болон том хэмжээний хадгалахад илүү аюулгүй гэж тооцогддог бөгөөд энэ нь NMC-тэй харьцуулахад дулааны алдагдах эрсдлийг бууруулдаг, ялангуяа гэмтэл, хэт цэнэглэгдсэн тохиолдолд.
Асуулт 2: Өнөөдөр LFP батерейг яагаад цахилгаан эрчим хүч хадгалахад илүү их ашигладаг вэ?
Х: LFP-ийн өндөр аюулгүй байдал, маш урт мөчлөгийн амьдрал, хямд өртөг зэргийг хослуулсан нь өдөр тутмын унадаг дугуй болон урт хугацааны ашиглалтын хугацаа шаарддаг том, суурин хэрэглээнд өндөр хэмнэлттэй, найдвартай болгодог.
Асуулт 3: LFP-ийн бага эрчим хүчний нягтрал нь эрчим хүчийг хадгалахад чухал уу?
Х: Энэ нь LFP системүүд нь ижил төрлийн NMC системээс илүү том бөгөөд хүнд гэсэн үг боловч орон зай, жингийн хязгаарлалт нь цахилгаан тээврийн хэрэгсэл гэх мэт гар утасны программууд шиг хатуу биш суурин суурилуулалтанд бага ач холбогдолтой байдаг.
4-р асуулт: BESS-ийн LFP болон NMC батерейны ашиглалтын хугацаа ямар ялгаатай вэ?
Хариулт: LFP батерей нь ESS-д ашигладаг ихэнх NMC батерейтай харьцуулахад (ихэнхдээ 6,000+ цикл эсвэл 10+ жил) (бүрэлдэхүүн болон ашиглалтаас хамааран 1,000-аас 4,000 цикл эсвэл 5-10 жилийн хооронд хэлбэлзэж болно) харьцангуй урт наслалтыг санал болгодог. Хуанлийн амьдрал бас үүрэг гүйцэтгэдэг.
Асуулт 5: NMC батерейны үнэ буурч байна уу?
Хариулт: Тийм ээ, NMC зэрэг батерейны зардал буурч байна. Гэсэн хэдий ч LFP нь зарим тохиолдолд материалын зардал (LFP-д кобальт байхгүй) болон зарим тохиолдолд хялбаршуулсан үйлдвэрлэлээс шалтгаалж зардлын давуу талтай байдаг.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 5-р сарын 08-ны хооронд