2022 లో కూడా, PV నిల్వ ఇప్పటికీ అత్యంత హాటెస్ట్ టాపిక్గా ఉంటుంది మరియు నివాస బ్యాటరీ బ్యాకప్ అనేది సౌరశక్తిలో అత్యంత వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతున్న విభాగం, ఇది ప్రపంచవ్యాప్తంగా పెద్ద మరియు చిన్న ఇళ్ళు మరియు వ్యాపారాలకు కొత్త మార్కెట్లు మరియు సోలార్ రెట్రోఫిట్ విస్తరణ అవకాశాలను సృష్టిస్తుంది.నివాస బ్యాటరీ బ్యాకప్ఏదైనా సౌర ఇంటికి, ముఖ్యంగా తుఫాను లేదా ఇతర అత్యవసర పరిస్థితుల్లో ఇది చాలా ముఖ్యమైనది. అదనపు సౌరశక్తిని గ్రిడ్కు ఎగుమతి చేయడానికి బదులుగా, అత్యవసర పరిస్థితుల కోసం బ్యాటరీలలో నిల్వ చేయడం ఎలా? కానీ నిల్వ చేయబడిన సౌరశక్తి ఎలా లాభదాయకంగా ఉంటుంది? గృహ బ్యాటరీ నిల్వ వ్యవస్థ యొక్క ఖర్చు మరియు లాభదాయకత గురించి మేము మీకు తెలియజేస్తాము మరియు సరైన నిల్వ వ్యవస్థను కొనుగోలు చేసేటప్పుడు మీరు గుర్తుంచుకోవలసిన ముఖ్య అంశాలను వివరిస్తాము. రెసిడెన్షియల్ బ్యాటరీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్ అంటే ఏమిటి? ఇది ఎలా పని చేస్తుంది? సౌర వ్యవస్థ యొక్క ప్రయోజనాలను సద్వినియోగం చేసుకోవడానికి నివాస బ్యాటరీ నిల్వ లేదా ఫోటోవోల్టాయిక్ నిల్వ వ్యవస్థ అనేది ఫోటోవోల్టాయిక్ వ్యవస్థకు ఉపయోగకరమైన అదనంగా ఉంటుంది మరియు శిలాజ ఇంధనాలను పునరుత్పాదక శక్తితో భర్తీ చేయడంలో ఇది మరింత ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. సౌర గృహ బ్యాటరీ సౌరశక్తి నుండి ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్తును నిల్వ చేస్తుంది మరియు అవసరమైన సమయంలో ఆపరేటర్కు విడుదల చేస్తుంది. బ్యాటరీ బ్యాకప్ శక్తి అనేది గ్యాస్ జనరేటర్లకు పర్యావరణ అనుకూలమైన మరియు ఖర్చుతో కూడుకున్న ప్రత్యామ్నాయం. విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి ఫోటోవోల్టాయిక్ వ్యవస్థను ఉపయోగించే వారు త్వరగా దాని పరిమితులను చేరుకుంటారు. మధ్యాహ్నం, వ్యవస్థ పుష్కలంగా సౌర విద్యుత్తును సరఫరా చేస్తుంది, అప్పుడు మాత్రమే దానిని ఉపయోగించడానికి ఇంట్లో ఎవరూ ఉండరు. మరోవైపు, సాయంత్రం, తగినంత విద్యుత్ అవసరం - కానీ అప్పుడు సూర్యుడు ప్రకాశించడం లేదు. ఈ సరఫరా అంతరాన్ని భర్తీ చేయడానికి, గణనీయంగా ఖరీదైన విద్యుత్తును గ్రిడ్ ఆపరేటర్ నుండి కొనుగోలు చేస్తారు. ఈ పరిస్థితిలో, నివాస బ్యాటరీ బ్యాకప్ దాదాపు అనివార్యం. దీని అర్థం పగటిపూట ఉపయోగించని విద్యుత్ సాయంత్రం మరియు రాత్రి సమయంలో లభిస్తుంది. అందువల్ల, స్వీయ-ఉత్పత్తి విద్యుత్తు గడియారం చుట్టూ మరియు వాతావరణంతో సంబంధం లేకుండా అందుబాటులో ఉంటుంది. ఈ విధంగా, స్వీయ-ఉత్పత్తి సౌర విద్యుత్ వినియోగం 80% వరకు పెరుగుతుంది. స్వయం సమృద్ధి స్థాయి, అంటే సౌర వ్యవస్థ ద్వారా కవర్ చేయబడిన విద్యుత్ వినియోగం నిష్పత్తి 60% వరకు పెరుగుతుంది. నివాస బ్యాటరీ బ్యాకప్ రిఫ్రిజిరేటర్ కంటే చాలా చిన్నది మరియు యుటిలిటీ గదిలోని గోడపై అమర్చవచ్చు. ఆధునిక నిల్వ వ్యవస్థలు వాతావరణ సూచనలు మరియు స్వీయ-అభ్యాస అల్గారిథమ్లను ఉపయోగించి ఇంటిని గరిష్ట స్వీయ-వినియోగానికి తగ్గించగల గొప్ప తెలివితేటలను కలిగి ఉంటాయి. ఇల్లు గ్రిడ్కి అనుసంధానించబడి ఉన్నప్పటికీ - శక్తి స్వాతంత్ర్యం సాధించడం ఇంతకు ముందు ఎన్నడూ సులభం కాలేదు. ఇంటి బ్యాటరీ నిల్వ వ్యవస్థ విలువైనదేనా? దేనిపై ఆధారపడి ఉంటుంది? గ్రిడ్ బ్లాక్అవుట్ల సమయంలో సౌరశక్తితో పనిచేసే ఇల్లు పనిచేయడానికి నివాస బ్యాటరీ నిల్వ అవసరం మరియు రాత్రిపూట కూడా పనిచేస్తుంది. అదేవిధంగా, సౌర బ్యాటరీలు సౌర విద్యుత్తును నష్టానికి తిరిగి ఇచ్చే సౌర విద్యుత్తును ఉంచడం ద్వారా వ్యవస్థ ఆర్థిక వ్యవస్థను మెరుగుపరుస్తాయి, తద్వారా విద్యుత్తు అత్యంత ఖరీదైనప్పుడు ఆ విద్యుత్తును తిరిగి అమలు చేయవచ్చు. గృహ బ్యాటరీ నిల్వ సౌర యజమానిని గ్రిడ్ వైఫల్యాల నుండి రక్షిస్తుంది మరియు శక్తి ధరల వ్యవస్థలలో మార్పులకు వ్యతిరేకంగా వ్యవస్థ వ్యాపార ఆర్థిక వ్యవస్థను కాపాడుతుంది. పెట్టుబడి పెట్టడం విలువైనదా కాదా అనేది అనేక అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది: పెట్టుబడి ఖర్చుల స్థాయి. కిలోవాట్-గంట సామర్థ్యానికి ఎంత తక్కువ ఖర్చు అయితే, నిల్వ వ్యవస్థ అంత త్వరగా తన ఖర్చును చెల్లిస్తుంది. జీవితకాలంసౌర గృహ బ్యాటరీ పరిశ్రమలో తయారీదారుల వారంటీ 10 సంవత్సరాలు ఉండటం ఆచారం. అయితే, ఎక్కువ కాలం ఉపయోగకరమైన జీవితాన్ని ఊహించవచ్చు. లిథియం-అయాన్ టెక్నాలజీ కలిగిన చాలా సౌర గృహ బ్యాటరీలు కనీసం 20 సంవత్సరాలు విశ్వసనీయంగా పనిచేస్తాయి. స్వయంగా వినియోగించే విద్యుత్ వాటా సౌరశక్తి నిల్వ ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే స్వీయ వినియోగం పెరుగుతుంది, అది విలువైనదిగా ఉండే అవకాశం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. గ్రిడ్ నుండి కొనుగోలు చేసినప్పుడు విద్యుత్ ఖర్చులు విద్యుత్ ధరలు ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఫోటోవోల్టాయిక్ వ్యవస్థల యజమానులు స్వయంగా ఉత్పత్తి చేసే విద్యుత్తును వినియోగించడం ద్వారా ఆదా చేస్తారు. రాబోయే కొన్ని సంవత్సరాలలో, విద్యుత్ ధరలు పెరుగుతూనే ఉంటాయని భావిస్తున్నారు, కాబట్టి చాలామంది సౌర బ్యాటరీలను తెలివైన పెట్టుబడిగా భావిస్తారు. గ్రిడ్-కనెక్ట్ చేయబడిన టారిఫ్లు సౌర వ్యవస్థ యజమానులు కిలోవాట్-గంటకు తక్కువ విద్యుత్తును పొందుతుంటే, విద్యుత్తును గ్రిడ్లోకి పంపే బదులు నిల్వ చేయడానికి వారికి ఎక్కువ ఖర్చవుతుంది. గత 20 సంవత్సరాలుగా, గ్రిడ్-కనెక్ట్ చేయబడిన సుంకాలు క్రమంగా తగ్గాయి మరియు అలాగే కొనసాగుతాయి. ఏ రకమైన హోమ్ బ్యాటరీ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్లు అందుబాటులో ఉన్నాయి? గృహ బ్యాటరీ బ్యాకప్ వ్యవస్థలు స్థితిస్థాపకత, ఖర్చు ఆదా మరియు వికేంద్రీకృత విద్యుత్ ఉత్పత్తి (దీనిని "హోమ్ డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఎనర్జీ సిస్టమ్స్" అని కూడా పిలుస్తారు) వంటి అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి. సోలార్ హోమ్ బ్యాటరీల వర్గాలు ఏమిటి? మనం ఎలా ఎంచుకోవాలి? బ్యాకప్ ఫంక్షన్ ద్వారా ఫంక్షనల్ వర్గీకరణ: 1. హోమ్ UPS పవర్ సప్లై ఇది బ్యాకప్ పవర్ కోసం ఒక పారిశ్రామిక-స్థాయి సేవ, ఆసుపత్రులు, డేటా రూములు, సమాఖ్య ప్రభుత్వం లేదా సైనిక మార్కెట్లు సాధారణంగా వాటి ముఖ్యమైన మరియు సున్నితమైన పరికరాల నిరంతర ఆపరేషన్ కోసం అవసరం. గృహ UPS విద్యుత్ సరఫరాతో, విద్యుత్ గ్రిడ్ విఫలమైతే మీ ఇంట్లో లైట్లు కూడా వెలగకపోవచ్చు. చాలా ఇళ్లకు ఈ స్థాయి విశ్వసనీయత అవసరం లేదు లేదా చెల్లించాలని అనుకోరు - అవి మీ ఇంట్లో కీలకమైన క్లినికల్ పరికరాలను నడుపుతుంటే తప్ప. 2. 'ఇంటరప్టబుల్' పవర్ సప్లై (పూర్తి హౌస్ బ్యాకప్). UPS నుండి తదుపరి దశను మనం 'ఇంటర్ప్యుబుల్ పవర్ సప్లై' లేదా IPS అని పిలుస్తాము. గ్రిడ్ డౌన్ అయితే IPS ఖచ్చితంగా మీ మొత్తం ఇంటిని సౌర & బ్యాటరీలతో నడుపుతూనే ఉండటానికి వీలు కల్పిస్తుంది, కానీ బ్యాకప్ సిస్టమ్ పరికరాలలోకి ప్రవేశించినప్పుడు మీ ఇంట్లో ప్రతిదీ నల్లగా లేదా బూడిద రంగులోకి మారే స్వల్ప వ్యవధిని (కొన్ని సెకన్లు) మీరు ఖచ్చితంగా అనుభవిస్తారు. మీరు మీ బ్లింక్ అయ్యే ఎలక్ట్రానిక్ గడియారాలను రీసెట్ చేయాల్సి రావచ్చు, కానీ అది కాకుండా మీ బ్యాటరీలు ఉన్నంత వరకు మీరు మీ ప్రతి గృహోపకరణాన్ని సాధారణంగా ఉపయోగించుకునే విధంగా ఉపయోగించుకోగలుగుతారు. 3. అత్యవసర పరిస్థితుల విద్యుత్ సరఫరా (పాక్షిక బ్యాకప్). గ్రిడ్ వాస్తవానికి తగ్గిందని గుర్తించినప్పుడు అత్యవసర పరిస్థితి సర్క్యూట్ను సక్రియం చేయడం ద్వారా కొన్ని బ్యాకప్ పవర్ కార్యాచరణ పనిచేస్తుంది. ఇది ఈ సర్క్యూట్కు అనుసంధానించబడిన గృహ విద్యుత్ పరికరాలను - సాధారణంగా రిఫ్రిజిరేటర్లు, లైట్లు అలాగే కొన్ని ప్రత్యేక విద్యుత్ అవుట్లెట్లను - బ్లాక్అవుట్ వ్యవధి కోసం బ్యాటరీలు మరియు/లేదా ఫోటోవోల్టాయిక్ ప్యానెల్లను అమలు చేయడాన్ని కొనసాగించడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ రకమైన బ్యాకప్ ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న ఇళ్లకు అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన, సరసమైన మరియు బడ్జెట్ అనుకూలమైన ఎంపికలలో ఒకటిగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే బ్యాటరీ బ్యాంక్పై మొత్తం ఇంటిని నడపడం వల్ల అవి త్వరగా అయిపోతాయి. 4. పాక్షిక ఆఫ్-గ్రిడ్ సోలార్ & స్టోరేజ్ సిస్టమ్. 'పాక్షిక ఆఫ్-గ్రిడ్ వ్యవస్థ' అనేది అందరి దృష్టిని ఆకర్షించే చివరి ఎంపిక. పాక్షిక ఆఫ్-గ్రిడ్ వ్యవస్థతో, ఇంటిలో ఒక ప్రత్యేక 'ఆఫ్-గ్రిడ్' ప్రాంతాన్ని ఉత్పత్తి చేయడమే దీని భావన, ఇది గ్రిడ్ నుండి శక్తిని తీసుకోకుండా తనను తాను నిర్వహించడానికి తగినంత పెద్ద సౌర & బ్యాటరీ వ్యవస్థపై నిరంతరం పనిచేస్తుంది. ఈ విధంగా, గ్రిడ్ ఆగిపోయినప్పటికీ, ఎటువంటి అంతరాయం లేకుండా అవసరమైన కుటుంబ స్థలాలు (రిఫ్రిజిరేటర్లు, లైట్లు మొదలైనవి) ఆన్లో ఉంటాయి. అదనంగా, సౌర & బ్యాటరీలు గ్రిడ్ లేకుండా ఎప్పటికీ వాటంతట అవే పనిచేయడానికి పరిమాణంలో ఉన్నందున, అదనపు పరికరాలను ఆఫ్-గ్రిడ్ సర్క్యూట్లోకి ప్లగ్ చేయకపోతే విద్యుత్ వినియోగాన్ని కేటాయించాల్సిన అవసరం ఉండదు. బ్యాటరీ కెమిస్ట్రీ టెక్నాలజీ నుండి వర్గీకరణ: నివాస బ్యాటరీ బ్యాకప్గా లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు
లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలుమార్కెట్లో శక్తి నిల్వ కోసం అందుబాటులో ఉన్న పురాతన రీఛార్జబుల్ బ్యాటరీలు మరియు అత్యల్ప ధర బ్యాటరీలు. అవి గత శతాబ్దం ప్రారంభంలో, 1900లలో కనిపించాయి మరియు నేటికీ వాటి దృఢత్వం మరియు తక్కువ ధర కారణంగా అనేక అనువర్తనాల్లో ప్రాధాన్యత కలిగిన బ్యాటరీలుగా ఉన్నాయి. వాటి ప్రధాన ప్రతికూలతలు వాటి తక్కువ శక్తి సాంద్రత (అవి భారీగా మరియు స్థూలంగా ఉంటాయి) మరియు వాటి తక్కువ జీవితకాలం, పెద్ద సంఖ్యలో లోడింగ్ మరియు అన్లోడింగ్ చక్రాలను అంగీకరించవు, లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు బ్యాటరీలోని రసాయన శాస్త్రాన్ని సమతుల్యం చేయడానికి క్రమం తప్పకుండా నిర్వహణ అవసరం, కాబట్టి దాని లక్షణాలు మీడియం నుండి హై-ఫ్రీక్వెన్సీ డిశ్చార్జ్ లేదా 10 సంవత్సరాలు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కాలం ఉండే అనువర్తనాలకు అనుకూలం కాదు. వాటికి తక్కువ లోతులో ఉత్సర్గం ఉండటం అనే ప్రతికూలత కూడా ఉంది, ఇది సాధారణంగా తీవ్రమైన సందర్భాల్లో 80% లేదా సాధారణ ఆపరేషన్లో 20% వరకు పరిమితం చేయబడుతుంది, ఎక్కువ కాలం పాటు ఉంటుంది. అధిక-ఉత్సర్గ బ్యాటరీ యొక్క ఎలక్ట్రోడ్లను క్షీణింపజేస్తుంది, ఇది శక్తిని నిల్వ చేసే సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు దాని జీవితకాలాన్ని పరిమితం చేస్తుంది. లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలకు వాటి ఛార్జ్ స్థితిని నిరంతరం నిర్వహించడం అవసరం మరియు ఫ్లోటేషన్ టెక్నిక్ (స్వీయ-ఉత్సర్గ ప్రభావాన్ని రద్దు చేయడానికి సరిపోయే చిన్న విద్యుత్ ప్రవాహంతో ఛార్జ్ నిర్వహణ) ద్వారా వాటిని ఎల్లప్పుడూ గరిష్ట ఛార్జ్ స్థితిలో నిల్వ చేయాలి. ఈ బ్యాటరీలు అనేక వెర్షన్లలో లభిస్తాయి. అత్యంత సాధారణమైనవి వెంటెడ్ బ్యాటరీలు, ఇవి ద్రవ ఎలక్ట్రోలైట్, వాల్వ్ రెగ్యులేటెడ్ జెల్ బ్యాటరీలు (VRLA) మరియు ఫైబర్గ్లాస్ మ్యాట్లో ఎంబెడెడ్ ఎలక్ట్రోలైట్తో కూడిన బ్యాటరీలు (AGM - శోషక గ్లాస్ మ్యాట్ అని పిలుస్తారు), ఇవి జెల్ బ్యాటరీలతో పోలిస్తే మధ్యస్థ పనితీరును మరియు తక్కువ ధరను కలిగి ఉంటాయి. వాల్వ్-నియంత్రిత బ్యాటరీలు ఆచరణాత్మకంగా మూసివేయబడతాయి, ఇది ఎలక్ట్రోలైట్ లీకేజీని మరియు ఎండిపోకుండా నిరోధిస్తుంది. అధిక ఛార్జ్ ఉన్న పరిస్థితులలో వాయువుల విడుదలలో వాల్వ్ పనిచేస్తుంది. కొన్ని లెడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలు స్థిర పారిశ్రామిక అనువర్తనాల కోసం అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు లోతైన ఉత్సర్గ చక్రాలను అంగీకరించగలవు. లెడ్-కార్బన్ బ్యాటరీ అనే మరింత ఆధునిక వెర్షన్ కూడా ఉంది. ఎలక్ట్రోడ్లకు జోడించబడిన కార్బన్ ఆధారిత పదార్థాలు అధిక ఛార్జ్ మరియు ఉత్సర్గ ప్రవాహాలను, అధిక శక్తి సాంద్రతను మరియు ఎక్కువ జీవితకాలాన్ని అందిస్తాయి. లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీల (ఏదైనా వైవిధ్యంలో) ఒక ప్రయోజనం ఏమిటంటే వాటికి అధునాతన ఛార్జ్ నిర్వహణ వ్యవస్థ అవసరం లేదు (లిథియం బ్యాటరీల మాదిరిగానే, దీనిని మనం తరువాత చూద్దాం). లీడ్ బ్యాటరీలు ఓవర్ఛార్జ్ చేసినప్పుడు మంటలు చెలరేగడం మరియు పేలిపోయే అవకాశం చాలా తక్కువ ఎందుకంటే వాటి ఎలక్ట్రోలైట్ లిథియం బ్యాటరీల వలె మండేది కాదు. అలాగే, ఈ రకమైన బ్యాటరీలలో కొంచెం ఓవర్ఛార్జింగ్ ప్రమాదకరం కాదు. కొన్ని ఛార్జ్ కంట్రోలర్లు కూడా బ్యాటరీ లేదా బ్యాటరీ బ్యాంక్ను కొద్దిగా ఓవర్ఛార్జ్ చేసే ఈక్వలైజేషన్ ఫంక్షన్ను కలిగి ఉంటాయి, దీని వలన అన్ని బ్యాటరీలు పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడిన స్థితికి చేరుకుంటాయి. ఈక్వలైజేషన్ ప్రక్రియలో, చివరికి ఇతరుల కంటే ముందే పూర్తిగా ఛార్జ్ అయ్యే బ్యాటరీల వోల్టేజ్ కొద్దిగా పెరుగుతుంది, ఎటువంటి ప్రమాదం లేకుండా, కరెంట్ సాధారణంగా మూలకాల సీరియల్ అసోసియేషన్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది. ఈ విధంగా, లెడ్ బ్యాటరీలు సహజంగా సమం చేసే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్నాయని మరియు బ్యాటరీ యొక్క బ్యాటరీల మధ్య లేదా బ్యాంకు యొక్క బ్యాటరీల మధ్య చిన్న అసమతుల్యతలు ఎటువంటి ప్రమాదాన్ని అందించవని మనం చెప్పగలం. పనితీరు:లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీల సామర్థ్యం లిథియం బ్యాటరీల కంటే చాలా తక్కువ. సామర్థ్యం ఛార్జ్ రేటుపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అయితే సాధారణంగా 85% రౌండ్-ట్రిప్ సామర్థ్యం ఉంటుందని భావించబడుతుంది. నిల్వ సామర్థ్యం:లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు వివిధ రకాల వోల్టేజీలు మరియు పరిమాణాలలో వస్తాయి, కానీ బ్యాటరీ నాణ్యతను బట్టి లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ కంటే kWhకి 2-3 రెట్లు ఎక్కువ బరువు కలిగి ఉంటాయి. బ్యాటరీ ఖర్చు:లీడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీల కంటే 75% తక్కువ ఖరీదైనవి, కానీ తక్కువ ధరతో మోసపోకండి. ఈ బ్యాటరీలను త్వరగా ఛార్జ్ చేయలేము లేదా డిశ్చార్జ్ చేయలేము, చాలా తక్కువ జీవితకాలం కలిగి ఉంటాయి, రక్షిత బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థను కలిగి ఉండవు మరియు వారపు నిర్వహణ కూడా అవసరం కావచ్చు. దీని ఫలితంగా విద్యుత్ ఖర్చులను తగ్గించడానికి లేదా భారీ-డ్యూటీ ఉపకరణాలకు మద్దతు ఇవ్వడానికి సహేతుకమైన దానికంటే ప్రతి చక్రానికి మొత్తం మీద ఎక్కువ ఖర్చు అవుతుంది. నివాస బ్యాటరీ బ్యాకప్గా లిథియం బ్యాటరీలు
ప్రస్తుతం, వాణిజ్యపరంగా అత్యంత విజయవంతమైన బ్యాటరీలు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు. లిథియం-అయాన్ టెక్నాలజీని పోర్టబుల్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలకు వర్తింపజేసిన తర్వాత, ఇది పారిశ్రామిక అనువర్తనాలు, విద్యుత్ వ్యవస్థలు, ఫోటోవోల్టాయిక్ శక్తి నిల్వ మరియు విద్యుత్ వాహనాల రంగాలలోకి ప్రవేశించింది. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలుశక్తి నిల్వ సామర్థ్యం, విధి చక్రాల సంఖ్య, ఛార్జింగ్ వేగం మరియు ఖర్చు-ప్రభావం వంటి అనేక అంశాలలో అనేక ఇతర రకాల పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీలను అధిగమిస్తాయి. ప్రస్తుతం, భద్రత మాత్రమే సమస్య, మండే ఎలక్ట్రోలైట్లు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద మంటలను ఆర్పగలవు, దీనికి ఎలక్ట్రానిక్ నియంత్రణ మరియు పర్యవేక్షణ వ్యవస్థలను ఉపయోగించడం అవసరం. లిథియం అన్ని లోహాలలో తేలికైనది, అత్యధిక ఎలక్ట్రోకెమికల్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు ఇతర తెలిసిన బ్యాటరీ సాంకేతికతల కంటే అధిక వాల్యూమెట్రిక్ మరియు ద్రవ్యరాశి శక్తి సాంద్రతలను అందిస్తుంది. లిథియం-అయాన్ సాంకేతికత శక్తి నిల్వ వ్యవస్థల వినియోగాన్ని పెంచడం సాధ్యం చేసింది, ప్రధానంగా అడపాదడపా పునరుత్పాదక ఇంధన వనరులతో (సౌర మరియు పవన) ముడిపడి ఉంది మరియు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల స్వీకరణకు కూడా దారితీసింది. విద్యుత్ వ్యవస్థలు మరియు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలలో ఉపయోగించే లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ద్రవ రకానికి చెందినవి. ఈ బ్యాటరీలు ఎలక్ట్రోకెమికల్ బ్యాటరీ యొక్క సాంప్రదాయ నిర్మాణాన్ని ఉపయోగిస్తాయి, రెండు ఎలక్ట్రోడ్లు ద్రవ ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణంలో మునిగిపోతాయి. ద్రవ ఎలక్ట్రోలైట్ ద్వారా అయాన్ల స్వేచ్ఛా కదలికను అనుమతిస్తూ ఎలక్ట్రోడ్లను యాంత్రికంగా వేరు చేయడానికి సెపరేటర్లు (పోరస్ ఇన్సులేటింగ్ పదార్థాలు) ఉపయోగించబడతాయి. ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క ప్రధాన లక్షణం ఏమిటంటే, అయానిక్ కరెంట్ (అయాన్ల ద్వారా ఏర్పడుతుంది, ఇవి ఎలక్ట్రాన్లు అధికంగా లేదా లేకపోవడంతో ఉన్న అణువులు), ఎలక్ట్రాన్లను గుండా వెళ్ళనివ్వకుండా (వాహక పదార్థాలలో జరిగే విధంగా) అనుమతించడం. పాజిటివ్ మరియు నెగటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య అయాన్ల మార్పిడి ఎలక్ట్రోకెమికల్ బ్యాటరీల పనితీరుకు ఆధారం. లిథియం బ్యాటరీలపై పరిశోధన 1970ల నాటిది, మరియు ఈ సాంకేతికత పరిణతి చెంది 1990ల ప్రాంతంలో వాణిజ్య ఉపయోగం ప్రారంభించింది. లిథియం పాలిమర్ బ్యాటరీలు (పాలిమర్ ఎలక్ట్రోలైట్లతో) ఇప్పుడు బ్యాటరీ ఫోన్లు, కంప్యూటర్లు మరియు వివిధ మొబైల్ పరికరాల్లో ఉపయోగించబడుతున్నాయి, పాత నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీలను భర్తీ చేస్తున్నాయి, వీటిలో ప్రధాన సమస్య "మెమరీ ఎఫెక్ట్", ఇది నిల్వ సామర్థ్యాన్ని క్రమంగా తగ్గిస్తుంది. బ్యాటరీ పూర్తిగా డిశ్చార్జ్ కావడానికి ముందే ఛార్జ్ చేయబడినప్పుడు. పాత నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీలతో పోలిస్తే, ముఖ్యంగా లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలతో పోలిస్తే, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు అధిక శక్తి సాంద్రతను కలిగి ఉంటాయి (వాల్యూమ్కు ఎక్కువ శక్తిని నిల్వ చేస్తాయి), తక్కువ స్వీయ-ఉత్సర్గ గుణకాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు ఎక్కువ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జ్ సైకిల్స్ సంఖ్యను తట్టుకోగలవు, అంటే సుదీర్ఘ సేవా జీవితం. 2000ల ప్రారంభంలో, లిథియం బ్యాటరీలను ఆటోమోటివ్ పరిశ్రమలో ఉపయోగించడం ప్రారంభించారు. 2010 నాటికి, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు నివాస అనువర్తనాల్లో విద్యుత్ శక్తి నిల్వపై ఆసక్తిని పెంచుకున్నాయి మరియుపెద్ద-స్థాయి ESS (శక్తి నిల్వ వ్యవస్థ) వ్యవస్థలుప్రపంచవ్యాప్తంగా విద్యుత్ వనరుల వినియోగం పెరగడం వల్ల ఇది ప్రధానంగా జరుగుతుంది. అడపాదడపా పునరుత్పాదక శక్తి (సౌర మరియు పవన). లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఎలా తయారు చేయబడ్డాయనే దానిపై ఆధారపడి, వాటికి వేర్వేరు పనితీరు, జీవితకాలం మరియు ఖర్చులు ఉండవచ్చు. ప్రధానంగా ఎలక్ట్రోడ్ల కోసం అనేక పదార్థాలు ప్రతిపాదించబడ్డాయి. సాధారణంగా, లిథియం బ్యాటరీలో బ్యాటరీ యొక్క పాజిటివ్ టెర్మినల్ను ఏర్పరిచే లోహ లిథియం-ఆధారిత ఎలక్ట్రోడ్ మరియు నెగటివ్ టెర్మినల్ను ఏర్పరిచే కార్బన్ (గ్రాఫైట్) ఎలక్ట్రోడ్ ఉంటాయి. ఉపయోగించిన సాంకేతికతను బట్టి, లిథియం ఆధారిత ఎలక్ట్రోడ్లు వేర్వేరు నిర్మాణాలను కలిగి ఉంటాయి. లిథియం బ్యాటరీల తయారీకి సాధారణంగా ఉపయోగించే పదార్థాలు మరియు ఈ బ్యాటరీల యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి: లిథియం మరియు కోబాల్ట్ ఆక్సైడ్లు (LCO):అధిక నిర్దిష్ట శక్తి (Wh/kg), మంచి నిల్వ సామర్థ్యం మరియు సంతృప్తికరమైన జీవితకాలం (చక్రాల సంఖ్య), ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలకు అనుకూలం, ప్రతికూలత నిర్దిష్ట శక్తి (W/kg) చిన్నది, లోడింగ్ మరియు అన్లోడ్ వేగాన్ని తగ్గిస్తుంది; లిథియం మరియు మాంగనీస్ ఆక్సైడ్లు (LMO):తక్కువ నిర్దిష్ట శక్తి (Wh/kg)తో అధిక ఛార్జ్ మరియు డిశ్చార్జ్ కరెంట్లను అనుమతిస్తాయి, ఇది నిల్వ సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది; లిథియం, నికెల్, మాంగనీస్ మరియు కోబాల్ట్ (NMC):LCO మరియు LMO బ్యాటరీల లక్షణాలను మిళితం చేస్తుంది. అదనంగా, కూర్పులో నికెల్ ఉండటం నిర్దిష్ట శక్తిని పెంచడానికి సహాయపడుతుంది, ఎక్కువ నిల్వ సామర్థ్యాన్ని అందిస్తుంది. అప్లికేషన్ రకాన్ని బట్టి నికెల్, మాంగనీస్ మరియు కోబాల్ట్లను వివిధ నిష్పత్తులలో (ఒకటి లేదా మరొకదానికి మద్దతు ఇవ్వడానికి) ఉపయోగించవచ్చు. మొత్తంమీద, ఈ కలయిక ఫలితంగా మంచి పనితీరు, మంచి నిల్వ సామర్థ్యం, దీర్ఘాయువు మరియు తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన బ్యాటరీ లభిస్తుంది. లిథియం, నికెల్, మాంగనీస్ మరియు కోబాల్ట్ (NMC):LCO మరియు LMO బ్యాటరీల లక్షణాలను మిళితం చేస్తుంది. అదనంగా, కూర్పులో నికెల్ ఉండటం నిర్దిష్ట శక్తిని పెంచడానికి సహాయపడుతుంది, ఎక్కువ నిల్వ సామర్థ్యాన్ని అందిస్తుంది. నికెల్, మాంగనీస్ మరియు కోబాల్ట్లను అప్లికేషన్ రకాన్ని బట్టి (ఒక లక్షణానికి అనుకూలంగా) వివిధ నిష్పత్తులలో ఉపయోగించవచ్చు. సాధారణంగా, ఈ కలయిక ఫలితంగా మంచి పనితీరు, మంచి నిల్వ సామర్థ్యం, మంచి జీవితకాలం మరియు మితమైన ధర కలిగిన బ్యాటరీ ఉంటుంది. ఈ రకమైన బ్యాటరీ ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది మరియు స్థిర శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలకు కూడా అనుకూలంగా ఉంటుంది; లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ (LFP):LFP కలయిక బ్యాటరీలకు మంచి డైనమిక్ పనితీరు (ఛార్జ్ మరియు డిశ్చార్జ్ వేగం), పొడిగించిన జీవితకాలం మరియు దాని మంచి ఉష్ణ స్థిరత్వం కారణంగా పెరిగిన భద్రతను అందిస్తుంది. వాటి కూర్పులో నికెల్ మరియు కోబాల్ట్ లేకపోవడం వల్ల ఖర్చు తగ్గుతుంది మరియు సామూహిక తయారీకి ఈ బ్యాటరీల లభ్యత పెరుగుతుంది. దీని నిల్వ సామర్థ్యం అత్యధికంగా లేనప్పటికీ, దాని అనేక ప్రయోజనకరమైన లక్షణాలు, ముఖ్యంగా దాని తక్కువ ధర మరియు మంచి దృఢత్వం కారణంగా ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు మరియు శక్తి నిల్వ వ్యవస్థల తయారీదారులు దీనిని స్వీకరించారు; లిథియం మరియు టైటానియం (LTO):ఈ పేరు ఒక ఎలక్ట్రోడ్లో టైటానియం మరియు లిథియం కలిగి ఉండి, కార్బన్ స్థానంలో ఉండే బ్యాటరీలను సూచిస్తుంది, అయితే రెండవ ఎలక్ట్రోడ్ ఇతర రకాల్లో (NMC - లిథియం, మాంగనీస్ మరియు కోబాల్ట్ వంటివి) ఉపయోగించే బ్యాటరీలను సూచిస్తుంది. తక్కువ నిర్దిష్ట శక్తి (ఇది తగ్గిన నిల్వ సామర్థ్యంగా అనువదిస్తుంది) ఉన్నప్పటికీ, ఈ కలయిక మంచి డైనమిక్ పనితీరు, మంచి భద్రత మరియు బాగా పెరిగిన సేవా జీవితాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఈ రకమైన బ్యాటరీలు 100% డిశ్చార్జ్ డెప్త్ వద్ద 10,000 కంటే ఎక్కువ ఆపరేటింగ్ సైకిల్లను అంగీకరించగలవు, అయితే ఇతర రకాల లిథియం బ్యాటరీలు దాదాపు 2,000 సైకిల్లను అంగీకరిస్తాయి. LiFePO4 బ్యాటరీలు చాలా ఎక్కువ సైకిల్ స్థిరత్వం, గరిష్ట శక్తి సాంద్రత మరియు కనిష్ట బరువుతో లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలను అధిగమిస్తాయి. బ్యాటరీని క్రమం తప్పకుండా 50% DOD నుండి డిశ్చార్జ్ చేసి, ఆపై పూర్తిగా ఛార్జ్ చేస్తే, LiFePO4 బ్యాటరీ 6,500 ఛార్జ్ సైకిల్స్ వరకు పని చేయగలదు. కాబట్టి అదనపు పెట్టుబడి దీర్ఘకాలంలో ఫలితం ఇస్తుంది మరియు ధర/పనితీరు నిష్పత్తి అజేయంగా ఉంటుంది. సౌర బ్యాటరీలుగా నిరంతరం ఉపయోగించడానికి అవి ప్రాధాన్యత గల ఎంపిక. పనితీరు:బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేయడం మరియు విడుదల చేయడం మొత్తం సైకిల్ ప్రభావాన్ని 98% కలిగి ఉంటుంది, అయితే త్వరగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది మరియు 2 గంటల కంటే తక్కువ సమయంలో విడుదల అవుతుంది - మరియు తక్కువ జీవితకాలం కోసం మరింత వేగంగా ఉంటుంది. నిల్వ సామర్థ్యం: లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీ ప్యాక్లు 18 kWh కంటే ఎక్కువగా ఉండవచ్చు, ఇది తక్కువ స్థలాన్ని ఉపయోగిస్తుంది మరియు అదే సామర్థ్యం గల లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీ కంటే తక్కువ బరువు ఉంటుంది. బ్యాటరీ ధర: లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీల కంటే ఎక్కువ ఖర్చవుతుంది, అయినప్పటికీ ఎక్కువ దీర్ఘాయువు ఫలితంగా సాధారణంగా తక్కువ సైకిల్ ఖర్చు ఉంటుంది.