Lityum iyon pil nasıl çalışır? Kurşun asitli pile göre avantajları nelerdir? Lityum iyon pil ile yapılan depolama ne zaman kendini amorti eder?A lityum iyon pil(Kısaca: lityum iyon pil veya Li-iyon pil) üç fazın tamamında, negatif elektrotda, pozitif elektrotta ve elektrolitte, yani elektrokimyasal hücrede lityum bileşiklerine dayalı akümülatörler için kullanılan genel terimdir. Lityum iyon piller, diğer pil türlerine kıyasla yüksek özgül enerjiye sahiptir, ancak hem derin deşarj hem de aşırı şarj durumlarına olumsuz tepki verdikleri için çoğu uygulamada elektronik koruma devrelerine ihtiyaç duyarlar.Lityum iyon güneş pilleri, fotovoltaik sistemden gelen elektrikle şarj edilir ve gerektiğinde tekrar deşarj edilir. Uzun süre boyunca, kurşun piller bu amaç için ideal güneş enerjisi çözümü olarak kabul edildi. Bununla birlikte, lityum iyon pillerin belirleyici avantajları vardır, ancak satın alma işlemi hala ek maliyetlerle ilişkilidir; ancak bu maliyetler, hedeflenen kullanım yoluyla geri kazanılır.Lityum İyon Pillerin Teknik Yapısı ve Enerji Depolama DavranışıLityum iyon piller, genel yapıları bakımından kurşun asit pillerden temelde farklı değildir. Sadece yük taşıyıcı farklıdır: Pil şarj edildiğinde, lityum iyonları pilin pozitif elektrotundan negatif elektrotuna "göç eder" ve pil tekrar deşarj edilene kadar orada "depolanır". Elektrot olarak genellikle yüksek kaliteli grafit iletkenler kullanılır. Bununla birlikte, demir iletkenli veya kobalt iletkenli varyantları da mevcuttur.Kullanılan iletkenlere bağlı olarak, lityum iyon pillerin voltajları farklılık gösterir. Lityum ve su şiddetli bir reaksiyona neden olduğundan, lityum iyon pillerde elektrolit su içermemelidir. Kurşun-asit öncüllerinin aksine, modern lityum iyon pillerde (neredeyse) hafıza etkisi veya kendi kendine deşarj olmaz ve lityum iyon piller uzun süre tam güçlerini korurlar.Lityum iyon güç depolama pilleri genellikle manganez, nikel ve kobalt gibi kimyasal elementlerden oluşur. Kobalt (kimyasal terim: kobalt) nadir bir elementtir ve bu nedenle lityum depolama pillerinin üretimini daha pahalı hale getirir. Ayrıca, kobalt çevreye zararlıdır. Bu nedenle, kobalt içermeyen lityum iyon yüksek voltajlı piller için katot malzemesi üretmek üzere birçok araştırma çalışması yapılmaktadır.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-asit bataryalara göre çok daha uzun bir kullanım ömrüne sahipler. Bir lityum-iyon batarya, güneş enerjisini yaklaşık 20 yıl boyunca depolayabiliyor.◎Şarj döngüsü sayısı ve deşarj derinliği de kurşunlu akülere göre birçok kat daha fazladır.◎Üretimde kullanılan farklı malzemeler nedeniyle lityum iyon piller, kurşun pillere göre çok daha hafif ve daha kompakttır. Bu nedenle kurulum sırasında daha az yer kaplarlar.◎Lityum iyon piller, kendi kendine deşarj açısından da daha iyi depolama özelliklerine sahiptir.◎Ayrıca, çevresel boyutu da unutmamak gerekir: Çünkü kurşunlu piller, kullanılan kurşun nedeniyle üretim aşamasında çevre dostu değildir.Lityum İyon Pillerin Teknik Temel DeğerleriÖte yandan, kurşunlu akülerin uzun kullanım süresi nedeniyle, henüz çok yeni olan lityum iyon akülere kıyasla çok daha anlamlı uzun vadeli çalışmalar yapıldığını ve bu nedenle kullanımları ve ilgili maliyetlerin daha iyi ve daha güvenilir bir şekilde hesaplanabildiğini de belirtmek gerekir. Ayrıca, modern kurşunlu akülerin güvenlik sistemi kısmen lityum iyon akülerden bile daha iyidir.Prensip olarak, lityum iyon pillerdeki tehlikeli kusurlara ilişkin endişe de yersiz değildir: Örneğin, anot üzerinde dendritler, yani sivri lityum birikintileri oluşabilir. Bunların daha sonra kısa devreleri tetikleme ve dolayısıyla nihayetinde termal kaçışa (güçlü, kendi kendini hızlandıran ısı üretimiyle birlikte ekzotermik bir reaksiyon) neden olma olasılığı, özellikle düşük kaliteli pil bileşenleri içeren lityum pillerde daha yüksektir. En kötü durumda, bu arızanın komşu pillere yayılması zincirleme reaksiyona ve pilde yangına yol açabilir.Ancak, lityum iyon pillerin güneş enerjisi pili olarak kullanımının artmasıyla birlikte, daha büyük üretim miktarlarına sahip üreticilerin öğrenme etkileri, lityum iyon pillerin depolama performansında ve operasyonel güvenliğinde daha fazla teknik iyileştirmeye ve ayrıca maliyetlerde daha fazla düşüşe yol açmaktadır. Lityum iyon pillerin mevcut teknik gelişim durumu aşağıdaki teknik temel rakamlarla özetlenebilir:
| Uygulamalar | Ev Enerji Depolama, Telekomünikasyon, UPS, Mikro şebeke |
|---|---|
| Uygulama Alanları | Maksimum Fotovoltaik Öz Tüketim, Tepe Yük Kaydırma, Tepe Vadi Modu, Şebekeden Bağımsız |
| Yeterlik | %90 ila %95 |
| Depolama Kapasitesi | 1 kW'tan birkaç MW'a kadar |
| Enerji yoğunluğu | 100 ila 200 Wh/kg |
| Boşalma süresi | 1 saatten birkaç güne kadar |
| Kendiliğinden taburcu olma oranı | ~ yılda %5 |
| Döngülerin zamanı | 3000 ila 10000 ( %80 deşarjda) |
| Yatırım maliyeti | kilowatt saat başına 1.000 ila 1.500 |
Lityum İyon Güneş Pillerinin Depolama Kapasitesi ve MaliyetleriLityum iyon güneş pillerinin maliyeti genellikle kurşun asit pillerden daha yüksektir. Örneğin, kapasitesi ... olan kurşun piller...5 kWhŞu anda nominal kapasite başına kilovat saat başına ortalama 800 dolara mal oluyor.Karşılaştırılabilir lityum sistemlerin kilovat saat başına maliyeti ise 1.700 dolardır. Ancak, en ucuz ve en pahalı sistemler arasındaki fiyat farkı, kurşun sistemlerine göre önemli ölçüde daha yüksektir. Örneğin, 5 kWh'lik lityum piller, kilovat saat başına 1.200 dolara kadar düşük fiyatlarla da temin edilebilmektedir.Genel olarak daha yüksek satın alma maliyetlerine rağmen, lityum iyon güneş enerjisi batarya sisteminin depolanan kilovat saat başına maliyeti, tüm kullanım ömrü üzerinden hesaplandığında daha avantajlıdır; çünkü lityum iyon bataryalar, belirli bir süre sonra değiştirilmesi gereken kurşun asit bataryalara göre daha uzun süre güç sağlar.Bu nedenle, konut tipi bir batarya depolama sistemi satın alırken, yüksek satın alma maliyetlerinden korkmamalı, lityum iyon bataryanın ekonomik verimliliğini her zaman tüm kullanım ömrü ve depolanan kilovat saat sayısı ile ilişkilendirmelisiniz.Aşağıdaki formüller, fotovoltaik sistemler için lityum iyon pil depolama sisteminin tüm temel değerlerini hesaplamak için kullanılabilir:1) Nominal kapasite * şarj döngüsü sayısı = 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 |
| Satın alma maliyetleri | 4.000 dolar | 8.500 dolar |
| kWh başına depolama maliyetleri | 0,45 $ / kWh | 0,34 $/kWh |
BSLBATT: Lityum iyon güneş pilleri üreticisiGünümüzde lityum iyon pillerin birçok üreticisi ve tedarikçisi bulunmaktadır.BSLBATT lityum iyon güneş pilleriBYD, Nintec ve CATL'den A sınıfı LiFePo4 hücreleri kullanarak, bunları bir araya getirip, her bir depolama hücresinin ve tüm sistemin düzgün ve sorunsuz çalışmasını sağlamak için fotovoltaik enerji depolamaya uyarlanmış bir şarj kontrol sistemi (batarya yönetim sistemi) ile donatıyoruz.
Yayın tarihi: 08 Mayıs 2024