Lityum iyon pil nasıl çalışır? Kurşun asitli bir pile göre hangi avantajları vardır? Lityum iyon pil depolaması ne zaman kendini amorti eder?A lityum iyon pil(kısaca: lityum iyon pil veya Li-ion pil) negatif elektrotta, pozitif elektrotta ve elektrolit, elektrokimyasal hücrede olmak üzere üç fazda da lityum bileşiklerine dayalı akümülatörler için kullanılan genel bir terimdir. Lityum iyon piller diğer pil türlerine kıyasla yüksek özgül enerjiye sahiptir, ancak hem derin deşarja hem de aşırı şarja ters tepki verdikleri için çoğu uygulamada elektronik koruma devreleri gerektirir.Lityum iyon güneş pilleri, fotovoltaik sistemden gelen elektrikle şarj edilir ve gerektiğinde tekrar boşaltılır. Uzun bir süre boyunca kurşun piller bu amaç için ideal güneş enerjisi çözümü olarak kabul edildi. Ancak, lityum iyon pillere dayalı olarak belirleyici avantajlara sahiptir, ancak satın alma işlemi hala ek maliyetlerle ilişkilendirilir ve bu maliyetler hedeflenen kullanımla telafi edilir.Lityum-iyon Pillerin Teknik Yapısı ve Enerji Depolama DavranışıLityum iyon piller, genel yapıları bakımından kurşun asit pillerden temelde farklı değildir. Sadece yük taşıyıcısı farklıdır: Pil şarj edildiğinde, lityum iyonlar pilin pozitif elektrodundan negatif elektroduna "göç eder" ve pil tekrar boşalana kadar orada "depolanır". Genellikle elektrot olarak yüksek kaliteli grafit iletkenler kullanılır. Ancak, demir iletkenli veya kobalt iletkenli varyantlar da vardır.Kullanılan iletkenlere bağlı olarak, lityum iyon piller farklı voltajlara sahip olacaktır. Lityum ve su şiddetli bir reaksiyona neden olduğundan, lityum iyon pilde elektrolitin kendisi susuz olmalıdır. Kurşun asitli öncüllerinin aksine, modern lityum iyon piller (neredeyse) hiç hafıza etkisi veya kendi kendine deşarj yaşamaz ve lityum iyon piller uzun süre tam güçlerini korur.Lityum iyon güç depolama pilleri genellikle kimyasal elementler manganez, nikel ve kobalttan oluşur. Kobalt (kimyasal terim: kobalt) nadir bir elementtir ve bu nedenle Li depolama pillerinin üretimini daha pahalı hale getirir. Ayrıca kobalt çevreye zararlıdır. Bu nedenle, kobaltsız lityum iyon yüksek voltajlı piller için katot malzemesi üretmek için çok sayıda araştırma çabası vardır.Lityum-iyon Pillerin Kurşun-asit Pillere Göre Avantajları◎Modern lityum-iyon pillerin kullanımı, basit kurşun-asit pillerin sağlayamadığı bir dizi avantajı beraberinde getiriyor.◎Birincisi, kurşun asitli akülerden çok daha uzun bir hizmet ömrüne sahiptirler. Bir lityum iyon akü, güneş enerjisini yaklaşık 20 yıllık bir süre boyunca depolayabilir.◎Şarj döngüsü sayısı ve deşarj derinliği de kurşun akülere göre kat kat fazladır.◎Üretimde kullanılan farklı malzemeler nedeniyle lityum iyon piller kurşun pillerden çok daha hafif ve daha kompakttır. Bu nedenle kurulum sırasında daha az yer kaplarlar.◎Lityum iyon piller aynı zamanda kendi kendine deşarj olma açısından daha iyi depolama özelliklerine sahiptir.◎Ayrıca çevresel boyutunu da unutmamak gerekir: Çünkü kurşunlu aküler, kullanılan kurşun nedeniyle üretim aşamasında pek de çevre dostu ürünler değildir.Lityum-iyon Pillerin Teknik Anahtar RakamlarıÖte yandan, kurşun pillerin uzun kullanım süresi nedeniyle, henüz çok yeni olan lityum iyon pillere kıyasla çok daha anlamlı uzun vadeli çalışmalar bulunduğundan da bahsetmek gerekir, böylece kullanımları ve ilişkili maliyetleri de daha iyi ve daha güvenilir bir şekilde hesaplanabilir. Ayrıca, modern kurşun pillerin güvenlik sistemi kısmen lityum iyon pillerden bile daha iyidir.Prensip olarak, lityum iyon hücrelerindeki tehlikeli kusurlar hakkındaki endişe de yersiz değildir: Örneğin, anotta dendritler, yani sivri lityum birikintileri oluşabilir. Bunların daha sonra kısa devreleri tetiklemesi ve dolayısıyla nihayetinde termal bir kaçak (güçlü, kendi kendine hızlanan ısı üretimiyle ekzotermik bir reaksiyon) oluşturması olasılığı, özellikle düşük kaliteli hücre bileşenleri içeren lityum hücrelerinde verilmiştir. En kötü durumda, bu arızanın komşu hücrelere yayılması bir zincirleme reaksiyona ve pilde yangına yol açabilir.Ancak, giderek daha fazla müşteri lityum iyon pilleri güneş pilleri olarak kullandıkça, daha büyük üretim miktarlarına sahip üreticilerin öğrenme etkileri, lityum iyon pillerin depolama performansında daha fazla teknik iyileştirmeye ve daha yüksek operasyonel güvenliğe ve ayrıca daha fazla maliyet düşüşüne yol açmaktadır. Li-ion pillerin mevcut teknik geliştirme durumu aşağıdaki teknik anahtar rakamlarla özetlenebilir:
| Uygulamalar | Ev Enerji Depolama, Telekom, UPS, Mikro şebeke |
|---|---|
| Uygulama Alanları | Maksimum PV Öz Tüketimi, Tepe Yük Kaydırma, Tepe Vadi Modu, Şebekeden Bağımsız |
| Yeterlik | %90 ila %95 |
| Depolama Kapasitesi | 1 kW'dan birkaç MW'a kadar |
| Enerji yoğunluğu | 100 ila 200 Wh/kg |
| Boşaltma süresi | 1 saatten birkaç güne kadar |
| Kendi kendine deşarj oranı | ~ %5 yıllık |
| Döngülerin zamanı | 3000 ila 10000 (%80 deşarjda) |
| Yatırım maliyeti | kWh başına 1.000 ila 1.500 |
Lityum-iyon Güneş Pillerinin Depolama Kapasitesi ve MaliyetleriLityum iyon güneş pilinin maliyeti genellikle kurşun asit pilin maliyetinden daha yüksektir. Örneğin, kapasitesi5 kWhŞu anda nominal kapasitenin kilovatsaat başına maliyeti ortalama 800 dolardır.Karşılaştırılabilir lityum sistemleri ise kilovatsaat başına 1.700 dolara mal olur. Ancak en ucuz ve en pahalı sistemler arasındaki fark, kurşun sistemlere göre önemli ölçüde daha yüksektir. Örneğin, 5 kWh'lik lityum piller de kWh başına 1.200 dolar kadar düşük bir fiyata mevcuttur.Ancak, genel olarak daha yüksek satın alma maliyetlerine rağmen, lityum-iyon güneş pil sisteminin depolanan kilovatsaat başına maliyeti, tüm hizmet ömrü boyunca hesaplandığında daha avantajlıdır, çünkü lityum-iyon piller, belirli bir süre sonra değiştirilmesi gereken kurşun-asit pillere göre daha uzun süre güç sağlar.Bu nedenle, konut tipi pil depolama sistemi satın alırken yüksek satın alma maliyetlerinden korkmamalı, ancak lityum iyon pilin ekonomik verimliliğini her zaman toplam hizmet ömrü ve depolanan kilovatsaat sayısıyla ilişkilendirmek gerekir.PV sistemleri için bir lityum-iyon pil depolama sisteminin tüm temel rakamlarını hesaplamak için aşağıdaki formüller kullanılabilir:1) Nominal kapasite * şarj çevrimi = Teorik depolama kapasitesi.2) Teorik depolama kapasitesi * Verimlilik * Deşarj derinliği = Kullanılabilir depolama kapasitesi3) Satın alma maliyeti / Kullanılabilir depolama kapasitesi = Depolanan kWh başına maliyet
| Kurşun-asit piller | Lityum iyon pil | |
| Nominal kapasite | 5 kWh | 5 kWh |
| Döngü ömrü | 3300 | 5800 |
| Teorik depolama kapasitesi | 16.500 kWh | 29.000 kWh |
| Yeterlik | %82 | %95 |
| Deşarj derinliği | %65 | %90 |
| Kullanılabilir depolama kapasitesi | 8.795 kWh | 24.795 kWh |
| Satınalma maliyetleri | 4.000 dolar | 8.500 dolar |
| kWh başına depolama maliyetleri | 0,45$ / kWh | $0,34/ kWh |
BSLBATT: Lityum-iyon Güneş pilleri üreticisiGünümüzde çok sayıda lityum-iyon pil üreticisi ve tedarikçisi bulunmaktadır.BSLBATT lityum iyon güneş pilleriBYD, Nintec ve CATL'den A sınıfı LiFePo4 hücrelerini kullanın, bunları birleştirin ve her bir depolama hücresinin ve tüm sistemin düzgün ve sorunsuz çalışmasını sağlamak için fotovoltaik güç depolamaya uyarlanmış bir şarj kontrol sistemi (pil yönetim sistemi) sağlayın.
Gönderi zamanı: May-08-2024