Batiri ya li ion yakusungirako nkhongono za zuŵa yikupereka 90 -95% kuzungulira-ulendo wakukhora, na mitundu ya mazuŵa ghano ya LiFePO4 iyo yikukwaniska 2,000-5,000 kulipira mzere na kusunga 70-80% nkhongono pamanyuma pa vyaka 10 vyakugwiriskira ncito zuŵa na zuŵa. Kugwira ntchito kwawo kukuluska chomene nthowa zinyake za lead-acid pa nkhongono zose, kuzama kwakufumiska, na ivyo vikukhumbikwa pakunozga.
Ndipouli, nchito iyi yikwiza na vinthu vinyake ivyo vikukhumbikwa pa ntchito. Kutentha kwakujumphizga kukupangiska kuti vinthu vinangikenge mwaluŵiro-madongosolo agho ghakugwira ntchito pachanya pa 95℃F (35℃) ghangataya nkhongono 40% mwaluŵiro kuluska agho ghakusungika pakati pa 50-86℃F (10-30℃). Msika wa kusungirako mabatire wa ku US ukasazgirako 9.2 GW ya nkhongono mu 2024 pera, na kujumpha 60% iyo yikaŵikika mu makonzekero gha solar-plus-storage, kulongora kugomezga kukura kwa kugomezgeka kwa lithiamu-ion kuti kuphatikizgikeso.
Ma Metrics ghakuchitira vinthu agho ghakukhumbikwa
Pakupima batire la li ion kuti lisungire nkhongono za zuŵa, vigaŵa vitatu vyakuzirwa vikulongora umo charu chikuchitira makora: kuzungulira-ulendo wakukhora, nkhongono yakugwiliskira ntchito kwizira mu kuzama kwakufumiska, na umoyo utali wa mzere.
Kuzungulira-ulendo wakukwana ukupima kutayika kwa nkhongono pa nyengo ya kulipira-kufumiska. Mabatire gha Lithium-ion nyengo zose ghakukwaniska 90-95%, kung’anamura kuti pafupifupi nkhongono zose za zuŵa izo zasungika zikukhalapo kuti zigwiriskike nchito. Mabatire gha asidi ghakupangika na lead, pakuyaniska, ghakugwira ntchito pa 80% 85%. Iyi 10-15 peresenti ya mphambano yikupangika pa vikwi vya mzere-dongosolo la lithiamu la 10 kWh likupereka makora 9.5 kWh, apo dongosolo la lead-acid lakuyana likupereka waka 8.5 kWh.
Depth of discharge (DoD) yikwimira peresenti ya nkhongono ya batire iyo yingagwiliskirika nchito makora kwambura kunanga dongosolo. Mabatire gha lithiamu -ion ghakovwira 85{3}}95% DoD, pakuyaniska na mphaka ya 50% ya asidi iyo yikukhumbikwa. Batiri ya lithiamu ya 10 kWh yikupereka nkhongono zakugwiriskira ncito 8.5-9.5 kWh; batire la asidi la 10 kWh likupereka waka 5 kWh. Kupambana uku kukung’anamura kuti mukukhumbikwira nkhongono ya lead-acid kaŵiri kuti muŵe nga ni umo lithium-ion yikusungira makora.
Lipoti la 2024 ATB kufuma ku NREL likulemba kuti ndondomeko za lithiamu -ion zikusunga 85% kuzungulira-ulendo uwemi nanga ni pa mlingo, ndipo ndondomeko zinandi zakukhalamo zikuchita 5{r9}}10% makora chifukwa cha kufupika kwa nthambo na simple. Kuŵika mabatire uko kukasangika mu gridi ya CAISO ya ku California kukalongora kuti mabatire ghakuŵikika pa 14.7% ya katundu wose wa gridi pa nyengo ya maora ghapachanya gha zuŵa mu 2024, kusunga magesi ghakujumphapo gha pakati pa zuŵa kuti ghafumemo mazuŵa ghano.
Kusintha kwa Chemistry na Kukhwaskana kwa Charu Chose
Ni mabatire ghose yayi gha li ion ghakusungirako nkhongono za zuŵa agho ghakuchita mwakuyana waka. Makemiko ghaŵiri ghakuzirwa ghakusungirako zuŵa -Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) na Nickel Manganese Cobalt (NMC) - ghakulongora umo ŵakuchitira vinthu mwakupambanapambana.
Mabatire gha LiFePO4 ghazgoka chisankho chakusankhika cha kusunga zuŵa lakukhazikika kufuma mu 2022, kugwira pafupifupi 70% ya malo ghaphya ghakukhalamo. Kukhazikika kwawo kwa kutentha kukuzomerezga kugwira ntchito kufuma pa -4℃F kufika pa 140℃F (-20℃kufika pa 60℃) kwambura kunanga chomene ntchito. Kapangidwe ka kristalo ya olivine ya kemiko yikususkana na suzgo la kukura-kukhoma ilo likunanga ma kemiko ghanyake gha lithiamu, ndipo likupangiska kuti umoyo wa mzere wa 4,000-7,000 uŵepo pambere undafike pa 80% ya nkhongono.
Mabatire gha NMC ghakupereka nkhongono zinandi -150-220 Wh / kg pakuyaniska na LiFePO4 ya 90-120 Wh / kg-kupangiska kuti ŵaŵe ŵakupepuka na ŵakukhora. Powerwall 2 ya Tesla yikagwiliskira nchito kemiko ya NMC, apo Powerwall 3 yikasintha na LiFePO4, kulongora kuti ŵamalonda wose ŵakumanya kuti chivikiliro na umoyo utali vikuluska nkhongono zinandi mu mapulogalamu ghakusungirako vinthu pa nyumba. Mabatire gha NMC kanandi ghakupereka 1,000-2,000 mzere, pasi pa hafu ya umoyo wa LiFePO4.
Benchmark Mineral Intelligence yikati mitengo ya maselo gha LiFePO4 yikaŵa pa $ 59 pa kWh mu Seputembala 2024, pakuyaniska na $ 68.60 ya maselo gha NMC - mtengo wa 16% uwo ukupangiska kuti LiFePO4 yiŵe yakuvikilirika ndiposo yakukwana pakugwiriskira nchito magesi gha zuŵa. Kupambana kwa mtengo uku kwachepa kufuma pa 30% mu 2020, apo LiFePO4 kupanga scaling kukachepeska ndalama zakupangira.
Umoyo wa Mzere na Kuchekura kwa Kalendara
Umoyo wa batire ukugwira ntchito pa nyengo ziŵiri: umoyo wa msinkhu na umoyo wa kalendara. Umoyo wa mzere ukupenda malipiro-kuwerezgawerezga pambere nkhongono zindafike pa 80% ya mlingo wakwamba. Umoyo wa kalendara ukupima kunangika kwa vinthu kufuma pa nyengo pera, kwambura kugwiliskira ntchito.
Mabatire gha LiFePO4 ghapachanya ghakupereka 4,000-6,000 pa 80% ya kuzama kwakufumiska. Kwa dongosolo la njinga la zuŵa na zuŵa lakusungirako magesi gha pakati pa -zuŵa kuti ghagwiriskike nchito mazuŵa ghano, ivi vikung’anamura kuti vyateŵetera vyaka 11-16. Kukwera njinga zambura kufikapo kukusazgirako umoyo-kugwira ntchito pakati pa 20-80% mtundu wa mtengo m’malo mwa 10-90% ungasazgirako 30-50% mzere unandi mwa kuchepeska kusuzgika kwa electrode.
Kuchekura kwa kalendara kukuchitika kwambura kupwelerako za kugwiriskira ntchito. Kafukufuku wakufuma ku Sandia National Laboratory wakusanda fundo za data 7 miliyoni wakasanga kuti mabatire gha lithiamu - ion ghakunangika pafupifupi 2-3% pa chaka kufuma pa kucekura kwa kalendara pera. Batiri iyo yikukhala kwambura kugwiliskira nchito kwa vilimika vinkhondi yikutaya 10-15% ya nkhongono pambere yindamalizge mzere umoza. Unenesko uwu ukupangiska kuti nthowa zakusungirako magesi gha zuŵa ziŵe zakukwana para zikugwiriskirika ncito mwakulimbikira zuŵa na zuŵa m’malo mwa kusungika waka kuti ziŵe na nkhongono zakusungirako.
Kulaŵilira kutentha kukuwoneka kuti nkhwakuzirwa chomene ku batire lililose la li ion kuti lisungireko nkhongono za zuŵa. Kafukufuku wakulongora kuti mabatire agho ghakugwira ntchito nyengo zose pa 95 digiri F (35 digiri ) ghakunangika 40-60% mwaluŵiro kuluska agho ghakusungika pa 77 digiri F (25 digiri ). Kukwera kwa 15℃F kulikose pachanya pa kutentha kwakwenelera pafupifupi kaŵiri chiŵelengero cha kunanga. Ici cikulongosora cifukwa ico kuŵika mabatire ghawemi kukusazgapo ndondomeko yakulongozgera kutentha panji kuŵika mabatire mu malo agho ghakulaŵilirika na nyengo.
Lipoti lapadera la CAISO la 2024 likalemba kuti ndondomeko za mabatire gha malonda izo zikugwira ntchito mu mauteŵeti ghakulongozga pafupipafupi-izo zikukhwaskana na kulipira pafupipafupi, chigaŵa chimoza -kufumiska -kukumana na kunangika kwa nkhongono za chaka na chaka kufuma pa 1.2-2.1% kuyana na kutentha kwa malo. Nthowa izo zili na vinthu viwemi vyakuzizimiskira nyengo zose zikukwaniska kuchepeska viŵelengero vya kunanga.
Kuyezgelera na Lead-Nthowa zinyake za asidi
Mabatire gha lead-acid ghakulutilira kuŵa ghakumanyikwa mu bajeti-kuŵika zuŵa, kweni mipata yakugwira ntchito yasazgikira apo luso lwa lithiamu-ion lwakura ndipo ndalama zikukhira.
Banki ya batiri ya asidi ya lead- yakusungirako zuŵa yikuguliska 30-50% pakwamba kuluska nkhongono ya lithiamu-ion yakuyana. Nthowa ya asidi ya 10 kWh yingaŵa yakukwana madola 5,000 7,000 pakuyaniska na madola 10,000 14,000 gha lithiamu. Kweni mabatire gha lead-acid ghakukhumbikwira kusinthika pa vyaka 3-5 vyose (500-1,000 cycles), apo mabatire gha lithiamu-ion ghakukhala vyaka 10-15. Pa vyaka vyakujumpha khumi, mungasintha mabatire gha lead-acid maulendo 2-3, kufunyapo ndalama izo mukasunga pakwamba.
Kupambana kwa unandi wa nkhongono kukupangiska masuzgo gha mu malo. Mabatire 8 gha lead-asidi kanandi ghakupereka nkhongono zakuyana waka na za lithiamu-ioni ziŵiri. Nthowa ya lead-acid yikulemera 2-2.5 nyengo zinandi ndipo yikutora malo ghanandi pasi-icho nchinthu chakuzirwa chomene pakuŵika nyumba zakukhalamo na garaji yichoko panji chipinda chapasi.
Ivyo vikukhumbikwa kuti vipwelelereke vikupambana chomene. Mabatire gha lead-acid agho ghasefukira ghakukhumbikwira kuwoneseska mwezi uliwose maji na kutozga terminal. Mitundu yakusindikizgika yikuchepeska vyakunozga kweni yikudura chomene ndipo yikupereka umoyo ufupi. Mabatire gha Lithium-ion ghakukhumbikwira kupwelelereka nyengo zose kuluska kusintha kwa mapulogalamu gha nyengo na nyengo na kuwoneseska kuti mphepo yikukwana.
Kutaya kwa nkhongono kukusazgirako mphambano izi. 10{2}}15% mphambano ya nkhongono pakati pa lithiamu- ion (90{6}}95%) na asidi wa mkuŵa (80%) yikung’anamura kuti dongosolo la asidi wa mkuŵa likutaya 1.5-2 kWh pa 10 kWh. Pakujumpha 3,650 mzere (vyaka 10 vyakugwiriskira ncito zuŵa na zuŵa), ivi vikusazgapo 5,475-7,300 kWh ya nkhongono ya zuŵa iyo yikutayika-kuyana na vilimika 1.5-2 vya nkhongono zaulere izo dongosolo la lithiamu-ion likusunga.
Kugwira ntchito kwa kutentha na vyakukanizgika
Mabatire gha lithiamu-ion ghakugwira ntchito mukati mwa envulopu yakutenthemeska iyo yikukhwaska chomene ntchito na umoyo utali. Kupulikiska mphaka izi kukupangiska kuti ndondomeko yiŵe yakugomezgeka mu vinthu vyeneko vya pa charu.
Mtundu wakugwira ntchito wakukwana ukufika pa 59-86 digiri F (15-30 digiri ). Mu mzere uwu, mabatire ghakukwaniska kugwira ntchito na umoyo utali. Kugwira ntchito kukunangika kuwaro kwa mphaka izi, nangauli ndondomeko za mazuŵa ghano zikusazgapo nthowa zakuvikilira kuti zileke kugwira ntchito zakofya.
Kugwira ntchito kwa kutentha kwapachanya-kukupangiska kuti makemikolo ghanangike mwaluŵiro. Pamwamba pa 95℃F (35℃), kukana kwa mukati kukusazgikira ndipo kuphwanya kwa magesi kukuchitika mwaluŵiro. Nthowa izo zikugwira ntchito pa 104℃F (40℃) zingaŵa na 50% ya kutayika kwa nkhongono mu vyaka 5-7 pera-hafu ya umoyo uwo ukulindizgika wa kuŵika vinthu ivyo vikuzizima makora. Chiopsezo chikuluta ku kunanga pachokopachoko; thermal runaway-kutentha kwakuthukira kwakuthukira-kukuŵa kwamachitiko pachanya pa 140℃F (60℃), nangauli ndondomeko zakulongozgera mabatire ghawemi zikukanizga maselo kufika pa kutentha uku.
Nyengo yakuzizima yikupereka masuzgo ghakupambanapambana. Kulipira mabatire gha lithiamu-ion pasi pa 32℃F (0℃) kukuŵika pangozi lithiamu -kuŵika pa anode, kuchepeska nkhongono kwamuyirayira na kupanga ngozi za chitetezo. Nthowa zinandi zikusazgapo kuleskeka kwa kulipira pasi pa kuzizima, nangauli kuseŵezeska kanandi kukukhalilira mpaka kufika pa 4℃F (-20℃) na kuchepeska nkhongono.
LiFePO4 chemistry wakuchitira vinthu vyakutentha chomene kuluska mitundu ya NMC. Data ya mu munda kufuma ku malo ghakuŵikamo zuŵa ku Arizona (chilimwe nyengo zose yikujumpha 110℃F) na Minnesota (nyengo ya chiwuvi pasi pa -20℃F) yikulongora kuti ndondomeko za LiFePO4 zikusunga ntchito na ndondomeko yakukwana ya kutentha, apo ndondomeko za NMC zikukhumbikwira kuzizima chomene panji kutentha kuti zisungirepo ndondomeko zakumanyikwa.
Kuŵika kwa mazuŵa ghano kukumazga masuzgo ghakutentha kwizira mu nthowa zinandi. Kuŵika garaji kukugwiliskira ntchito vyakuzizima vyakusazgikira mu myezi ya chilimwe. Malo gha kuwaro gha mabatire mu nyengo zakusuzga chomene ghakusazgapo kuvikilira na kutenthemeska / kuzizima kwakugwira ntchito. Malo gha mukati gha pasi-ghakukhazikika mwachibadwa ghakusungirako kutentha kwakukhazikika, kuchepeska kusuzgika kwa kutentha.
Kuchaja Liwiro na Kufuma kwa Nkhongono
Batiri ya li ion yakusungirako nkhongono za zuŵa yikuzomera kulipira ndipo yikupereka nkhongono mwaluŵiro kuluska nthowa zinyake za lead-acid, uwemi wakugwira ntchito uwo ukukhumbikwa chomene ku mapulogalamu gha zuŵa na mtundu wakusinthasintha.
Mlingo wakuzomerezga malipiro-upimika nga ni C-mlingo-ukulongora umo mabatire ghakupokera nkhongono mwaluŵiro pakuyaniska na nkhongono. Mlingo wa 1C ukung'anamura kuti batire la 100Ah likulipira pa 100 amps. Mabatire gha Lithium - ion kanandi ghakugwira ntchito na 0.5C kufika pa 1C mtengo wakulipilira mwakuvikilirika, kuzomerezga kugwira mwaluŵiro kupanga kwa zuŵa kwapakati pa-zuŵa. Nthowa ya lithiamu ya 10 kWh yingazomera 5-10 kW ya nkhongono zakulipilira, kuzura chomene mu maora 1-2 pa nyengo ya nkhongono ya zuŵa.
Mabatire gha asidi ghakupangika na lead-ghazomera kulipira pa 0.1C mpaka 0.3C-kuchedwa chomene. Nthowa yimoza ya 10 kWh ya lead-asidi yikulipira pa 1-3 kW pera, ndipo yikukhumbikwira maora 3-10 kuti yifike pa nkhongono zose. Kucepeskeka uku kukupangiska masuzgo mu nyengo zicoko waka za nkhongono ya zuŵa panji para mitambo yikucepeskako nyengo na nyengo ivyo vikufumamo. Nkhongono zinandi za zuŵa izo mabatire gha lithiamu-ion ghangatora zikutaya chifukwa mabatire gha lead-acid ghangatora yayi mwaluŵiro.
Kufumiska magalasi ghakuchitiska makora. Mabatire gha Lithium-ion ghakupereka nkhongono zinandi kwambura kuchepa kwa magesi panji kutaya nkhongono. Nthowa iyo yili na kukura kwakwenelera yingapangiska kuti nyumba yose yiŵe na magesi para magesi ghazima, yingapangiska kuti mphepo yiŵe yakuzizima, firiji, na vipangizo vya magesi pa nyengo yimoza. Mabatire gha Lead-acid ghakukhwaskika na kugwa kwa magesi para ghali na katundu wakulemera, ndipo ivi vingapangiska kuti vipangizo vileke nchito panji nyengo yakugwilira ntchito yichepeskeke.
Kukhuŵara kwakuchitika kukuwoneka pa nyengo ya nsonga zakukhumba. Data ya California kufuma mu 2024 yikalongora kuti mabatire gha lithiamu - ion pa gridi ya CAISO ghakaŵa na 4,000 MW pa nyengo ya nsonga za mazuŵa ghano -kusintha makora kufuma pa kulipira pa nyengo ya 10AM -1PM unandi wa zuŵa kufika pa nyengo ya 5PM-9. Nkhongono iyi ya luŵiro ya bidirectional yikupangiska kuti mabatire gha lithiamu-ion ghaŵe ghawemi chomene pakuyaniska mtundu wa zuŵa uwo ukuchitika nyengo na nyengo.
Kughanaghanira vya chivikiliro na Kulaŵilira Kutentha
Nangauli batire la li ion lakusungirako nkhongono za zuŵa likugwira ntchito makora chomene, kweni likukhumbikwira kuŵikika makora na kulaŵilirika kuti ligwirenge ntchito makora. Kupulikiska ivyo vikukhumbikwa ivi kukuwovwira kuti paleke kuŵa vinthu vyambura kumanyikwa kweni vikuru vyakukhwaskana na chivikiliro ivyo vikupangiska kuti ŵanthu ŵayowoyepo chomene pa nkhani iyi.
Thermal runaway yikwimira nkhaŵa yikuru ya chivikiliro. Ici cikucitika para kutentha kwa mukati kukujumpha uko kukuthandazgika, ndipo ivi vikupangiska kuti paŵe makemikolo agho ghangapangiska kuti moto uŵepo. Mabatire gha NMC ghakukumana na ngozi yikuru ya kuthaŵa kwa kutentha kuluska mitundu ya LiFePO4 chifukwa cha kemiko yawo. Data ya mafakitale yikulongora kuti vyakuchitika vyakuchimbira vyakutentha vikuchitika pafupifupi mu maselo 1 pa maselo 10 miliyoni gha lithiamu-ion-vyakusoŵa kweni vingachitika yayi.
Nthowa zakulongozgera mabatire ghawemi (BMS) zikupangiska kuti kutentha kuleke kufumapo kwizira mu vigaŵa vinandi vyakuvikilira. Ma sensor ghakuwonelera kutentha kwa selo yiliyose panji chigaŵa chilichose, kudumura nkhongono usange vipimo vyajumphapo. Kuwoneseska magesi kukukanizga kulipira chomene-icho chikupangiska kuti vinthu viŵe vyakutentha. Ma limiters ghasono ghakukanizga viŵelengero vyakufumiska vyakujumphizga ivyo vikupangiska kutentha kwa mukati. Nthowa izi zikugwira ntchito nyengo zose, ndipo palije uyo wakugwiliskira ntchito.
Vigaŵa vyakuŵikamo vyasintha kuti vichepeske ngozi. Muyezo wa NFPA 855 wa National Fire Protection Association, uwo ukasinthika mu 2023, ukukhumba kuti paŵe malo ghanyake ghakuzomerezgeka, mphepo, na ndondomeko yakuzimya moto pakuŵika mabatire ghakuru. Nthowa zakukhalamo zikukumana na vikhumbo vichoko waka kweni zikusanga candulo na mphepo yiwemi na kupatukana na malo ghakukhalamo.
LiFePO4 chemistry yapamwamba kutentha kukhazikika kwapangiska msika wake ulamuliro. Vinthu ivi vikufumiska yayi mphepo pa nyengo ya kusuzgika kwa kutentha-mafuta agho ghakovwira kuti kutentha kuchimbire mu mabatire gha NMC. Data ya mu munda kufuma ku mamiliyoni gha LiFePO4 systems ghakuŵikika yikulongora kuti viŵelengero vya vyakuchitika vikuchepa chomene pakuyaniska na vyakuyana vya NMC mu mapulogalamu ghakuyana waka.
Nthowa yiwemi yakuŵikira vinthu yikuchepeska chomene ngozi. Mabatire ghakwenera kupeŵa ungweru wa dazi na malo ghakutenthemeska. Kuŵa na mphepo yakukwana kukupangiska kuti kutentha kuleke kuthukira-ŵanandi awo ŵakupanga vinthu ŵakulongosora ivyo vikukhumbikwa kuti paŵe malo ghachoko waka ghakuzingilizga mayuniti. Nthowa zakuŵikapo zikwenera kuzizipizga kulemera kwa batire (mapaundi 50-70 pa kWh) na kupereka wovwiri wakukhora, wakuyana. Kulumikizana kwa magesi kukukhumba kumanyikwa kwa torque kuti kulekeske vigaŵa vyambura kukhora ivyo vikupangiska kuti paŵe kukana na kutentha.
Gridi-Kupima umo data yikuchitira
Utility-kutumizgika kwa sikelo kukupereka data yikuru yeneco ya pa caru cose iyo yikukhozgera nkhongono za lithiamu - ion zakusungirako zuŵa pa sikelo.
Ŵanthu ŵa ku United States awo ŵakulaŵilira vya nkhongono ŵakalemba kuti nkhongono zakusungirako mabatire zikujumpha 26 GW mu Disembala 2024, ndipo ndondomeko zinandi zikugwiriskira nchito lithiamu-ion chemistry. Pafupifupi 60% ya nkhongono iyi yikukolerana mwaluŵiro na mafamu gha zuŵa mu makonfigurasi ghakupambanapambana, kulongora kugomezga kugomezgeka kwa lithiamu - ion kuti yiŵe yakusazgikiraso.
California yikulongozga kutumizgika na 12.5 GW ya nkhongono zakuŵikika izo zikugwira ntchito pa gridi ya CAISO. Nthowa izi zikulipiliska chomene pa nyengo ya 10AM-2PM apo nkhongono ya zuŵa yikukwera, ndipo yikufumiska pa nyengo ya 5PM-9PM mazuŵa ghano. Mu 2024, kulipira mabatire kukayimilira 14.7% ya katundu wose wa gridi mu maora gha pakati pa zuŵa-chigaŵa chikuru chomene icho chikulongora kuti mabatire ghakutora mwamwamphu kupanga kwa zuŵa kwakujumphizga uko kungaŵa kuti kwachepeskeka.
Ntchito yakusungirako vinthu vya Gemini Solar Plus ku Nevada, iyo yikamalizgika mu Julayi 2024, yikusazgapo famu ya zuŵa ya 690 MW na dongosolo la mabatire la 380 MW / 1,416 MWh. Malo agha ghakulongora kuti lithiamu-ion yingakwaniska kusunga maora ghanandi gha magesi gha zuŵa kuti nyengo-yipelekeke mwakusintha. Mapulojekiti ghakuyana waka gha hybrid ku New Mexico na Arizona ghakulongora kuti ghakugwira ntchito mwakuyana waka mu vigaŵa vyose vya nyengo na ndondomeko zakugwilira ntchito.
Kuzungulira-kuyezga ulendo wakukwana kufuma ku grid-kutumizgika kwa sikelo kukukhozgera ivyo vikuwoneka mu labotale. NREL's 2024 Annual Technology Baseline yikuyowoya kuti 85% round-ulendo ukugwira ntchito makora kwa ndondomeko zakugwiriskira ntchito-pasi pachoko kuluska kuŵika mu nyumba chifukwa cha mtunda utali wa kutumizga na ndondomeko zakusinthira nkhongono zakusazgikira, kweni yikukhozgera kuti lithiamu {s efficiency yose.
Kulondezga kunangika kwa vinthu kufuma ku ndondomeko zakugwira ntchito kukupereka chigomezgo mu viyezgelero vya umoyo utali. Nthowa za mabatire izo zikugwira ntchito mu msika wa malango gha pafupipafupi gha ku California zikalongora kuti 1.2 - 2.1% nkhongono za chaka na chaka zikumara - makora mukati mwa vigomezgo vya ŵakupanga ivyo vikukhozgera kuti 70-80% nkhongono zikusungika pamanyuma pa vyaka 10. Kuŵika kwakulongozgeka na kutentha nyengo zose kukakwaniska kukwaniska viŵelengero vya kunanga pa umaliro wa pasi wa mzere uwu.
Kugwira ntchito kwa chuma na ndondomeko
Mtengo wa mabatire gha lithiamu-ion wacepa na 85% kufuma mu 2010, mwakuyana na wupu wa nkhongono wa pa caru cose, ndipo ivi vyapangiska kuti kusunga vinthu vya zuŵa -plus- viŵe vyakukhozga comene pa vyaru vyakukhalamo na vya malonda.
Kufuma mu 2024, kuŵika mabatire gha lithiamu -ion ghakukhalamo kukuyamba pa $ 12,000 -20,000 kwa ndondomeko izo zikupereka nkhongono yakugwiriskira nchito 10-15 kWh. Ngongole ya msonkho wa boma yikukhwaska 30% ya ndalama zakuŵika para zaŵikika pamoza na mapanelo gha zuŵa, kuchepeska ndalama zakukwana $ 8,400-14,000. Maboma ghanandi ghakupereka vyakukhozga vinyake-pulogiramu ya SGIP ya ku California na ndondomeko za NYSERDA ya ku New York zikupereka vinyake vyakubwezereska.
Mtengo wakusungirako (LCOS)-mtengo wose wa umoyo wose wakugaŵika na nkhongono -ukutemwa lithiamu - ion nangauli mtengo wakwamba ngwakukwera. Nthowa ya lithiamu ya $ 15,000 iyo yikupereka mzere 5,000 pa 12 kWh pa mzere yikusunga 60,000 kWh pa umoyo wake wose, ndipo yikupereka LCOS ya $ 0.25 pa kWh. Nthowa ya asidi ya $ 7,000 iyo yikupereka mzere wa 800 pa 6 kWh (50% DoD pa nkhongono ya 12 kWh) yikusunga waka 4,800 kWh, kwa LCOS ya $ 1.46 pa kWh -pafupifupi nyengo 6.
Nyengo-ya -kugwiriskira ncito magesi yikupangiska kuti chuma chiŵe chiwemi. Misika iyo yili na mitengo yikuru yakuthandazgika pakati pa nyengo zapachanya na zambura -nyengo yapachanya yikupanga mwaŵi wakuguliska. Kulipira mabatire na nkhongono ya zuŵa ya pakati pa-zuŵa ilo likukwana $0.10-0.15 pa kWh na kuseŵezeska pa nyengo ya nsonga za mazuŵa ghano ilo likukwana $0.30-0.45 pa kWh kukupanga $0.15-0.30 pa kWh mu ndalama izo zikupeŵeka. Nthowa yakukwendeska njinga zuŵa lililose iyo yikusunga madola 0.20 pa kWh pa 10 kWh yikupanga madola 730 pachaka.
Mapulogalamu ghakupanga magesi ghakupereka ndalama zakusazgikira. Mabungwe nga ni Green Mountain Power ghakupereka lendi ya mabatire ku makasitomala, kupereka ngongoli za mabiliyoni mwakusinthana na ntchito za gridi pa nyengo iyo ŵanthu ŵakukhumba chomene. Mapulogalamu agha ghakupangiska kuti chuma chiŵe chiwemi uku ghakukhozga kugomezgeka kwa gridi.
Kuchepa kwa ndalama kukulutilira. BloombergNEF yikughanaghana kuti ndalama za mabatire ghakugwiriskira ncito -zizamukhiraso na 40% mu 2030 apo vigaŵa vyakupanga vinthu na luso vikusintha. Mtengo wa nyumba kanandi ukulondezga umo vinthu vikwendera na vyaka 2-3, kulongora kuti mitengo yikulutilira kusintha kunthazi.
Kuphatikizgika na ndondomeko ya mapanelo gha zuŵa
Batiri ya li ion yakusungirako nkhongono za zuŵa yikukolerana makora na mapanelo gha zuŵa, kweni umo dongosolo likupangikira vikukhwaska umo vikugwilira ntchito na umo vikukhalira nyengo yitali.
Kupima makora kukuyaniska magesi ya zuŵa, nkhongono ya kusungirako vinthu, na kugwiliskira ntchito pa nyumba. Mabatire ghakuru chomene ghakuzungulira pachoko waka, kukusazgirako umoyo kweni kusazgirako mtengo wakwamba. Nthowa zambura kukura zikuzungulira chomene ndiposo pafupipafupi, ndipo zikuchepeska umoyo utali. Nthowa yakumanyikwa yikupima nkhongono ya batire kuti yisungireko 60-80% ya ivyo vikupangika zuŵa lililose, kukhozgera kugwiliskira nchito kwambura kusuzgika maghanoghano chomene.
Inverter kusankha nkhani. AC-coupled systems yikugwiriskira ncito vyakusintha vya zuŵa na vya mabatire vyakupambana, kupereka kusinthasintha na kuŵikaso vinthu vinyake mwambura kusuzga ku vyakuŵika vya zuŵa ivyo vilipo. DC -coupled systems kulumikizga mabatire ku inverter ya zuŵa pambere AC yindasinthe, kuchepeska kutayika kwa kusintha kwa 2-3% kwapachanya kwa nkhongono zose. Hybrid inverters kuphatikizapo nthowa zose ziŵiri zikupangiska kuti ŵanthu ŵagwiriskirenge ntchito makora.
Makonzekero gha charge controller ghakukhwaska umoyo utali. Kuchepeska mtundu wa malipiro ku 80-90% m'malo mwa 100% kukusazgirako umoyo wa msinkhu, nangauli pa mtengo wa nkhongono izo zilipo. Nthowa zinandi zakuzomerezga malipiro ghakusinthika-ŵanthu awo ŵakukhala mu nyumba ŵakuŵika pakwamba nkhongono zakusungamo ŵangazomera umoyo ufupi kuti ŵaŵe na nkhongono zinandi, apo nthowa zakukwera njinga za zuŵa na zuŵa zikusanga phindu kufuma ku mphaka zakusunga.
Kughanaghanira umo mabatire ghakuŵikikira kukuluska waka kuŵika mabatire pa nyengo yakuzizima. Mtunda kufuma ku inverter ukukhwaska kukula kwa waya na kutaya kwa nkhongono-kuŵika kuchepeska kuthamanga uku kukupangiska kuti ntchito yiŵe yiwemi. Malango ghakuzenga ghangakanizga vyakusankha vyakuŵikamo, chomenechomene ku ndondomeko zikuru izo zikukhumba moto-wakuŵika vipinda vyakukhozgeka.
Grid-yakulumikizgika na off- grid yakunozga yikulongora vyakukhumbikwa vyakupambanapambana. Off-grid systems zikukhumba mabatire kuti ghapeleke nkhongono zose mu nyengo za zuŵa lakuchepa, kukhumbikwira nkhongono zikuru ndipo vingazomera kuzungulira kwakuya chomene. Grid-dongosolo lakulumikizgika lingatora kufuma ku gridi pa nyengo yakusoŵa, kuzomerezga mabatire ghachokoghachoko kugwira ntchito mu vigaŵa viwemi.
Ivyo vikukhumbikwa pakunozga na kuwoneseska ndondomeko
Kupambana na mabatire gha lead-acid agho ghakukhumbikwira kupwelelereka nyengo zose, batire la li ion lakusungirako nkhongono za zuŵa chomenechomene likukhumbikwira kuwoneseska mapulogalamu- na kuwoneseska nyengo zinyake.
Kuŵika vinthu vya mazuŵa ghano kukusazgapo ndondomeko yakuwonelera iyo yikusangika kwizira mu mapulogiramu gha pa foni panji pa webusayiti. Ivi vikulongora nyengo yeneco yakulipira, nkhongono za zuŵa na zuŵa, na umoyo wa dongosolo. Kuwoneseska data iyi sabata yiliyose kukuwovwira kumanya vinthu vyambura kwenelera pambere vindazgoke masuzgo-kukhira kwa nkhongono mwamabuchibuchi, kuŵazga kwa kutentha kwambura kumanyikwa, panji kusintha kwa nkhongono kukukhumbikwira kufufuza.
Nthowa yakulongozgera mabatire yikulutilira kupima matenda, kweni awo ŵakugwiliskira ntchito ŵakwenera kuwoneseska usange ghakugwira ntchito makora. Kuŵerenga kwa kutentha kukwenera kulutilira mu vigaŵa vyakumanyikwa (kaŵirikaŵiri 50-95℃F). Voltage na data ya sonosono pa nyengo yakuchaja na kufumiska vikwenera kuyana na umo vikukhazikiska mwakuyana na umo zuŵa likupangikira na umo vikugwiriskikira nchito pa nyumba. Nthowa zinandi zikuchenjezga awo ŵakugwiliskira ntchito para ŵasanga masuzgo, nangauli nyengo zose ŵakuwoneseska umo vinthu viliri kukupangiska kuti vichenjezgo vileke kusoŵa.
Kuwoneseska thupi pa myezi 3-6 yiliyose kukuwovwira kuti vinthu vichokovichoko vileke kukura. Wonani vyose ivyo vikukolerana na magesi kuti viŵe vyakufwatuka-kugwedezeka panji kukura kwa kutentha kungagwira ntchito vyakufwatuka kwa myezi yinandi. Woneseskani kuti pali malo ghakukwana ghakunjilira mphepo-kusungirako vinthu pafupi na mabatire kungakanizga mphepo kwenda. Penjani vimanyikwiro vyakuti chinyezi chinjira, chomenechomene mu malo ghakuŵikamo garaji apo chidindo cha nyengo chinganangika.
Kusintha kwa firmware kukupangiska kuti dongosolo liŵe liwemi apo ŵakupanga ŵakunozga ma algorithm. Mapulogalamu ghanandi ghakumanyiska awo ŵakugwiliskira ntchito para vinthu viphya vyasangika, nangauli vinyake vikuŵika vinthu viphya mwaŵene. Vinthu ivi vingapangiska kuti magesi ghaŵe ghawemi, kugwiliskira ntchito makora mabatire, panji kusazgako vinthu viphya nga ni kusazgako ivyo vikukhumbikwa.
Kuwoneseska kwa ŵasayansi pa vyaka 2-3 vyose kukupereka kusangika kwakukwana kwa matenda kuluska umo munthu wangakwaniskira. Ŵasayansi ŵakupima umo vinthu vikugwilira ntchito, ŵakukhozgera umo vinthu vikugwilira ntchito, ndipo ŵakuwona umo vinthu vikunangikira ivyo vikulongora kuti vinthu vinyake vikutondeka. Mtengo wakucepa wa kuwoneseska uku (kanandi $ 200-400) ni inshuwalansi yakuzirwa ya ndondomeko izo zikuguliska $ 12,000-20,000.
Kusintha kwa Kachitiro ka Munthazi
Kafukufuku wakulutilira na kupanga vinthu vikulutilira kupitiska panthazi nchito ya lithiamu-ion yakugwiriskira ncito pa zuŵa.
Mabatire ghakukhozga - ghakunjilirapo pa maji gha electrolytes na vinthu vyakukhozga, kuwuskapo ngozi zakuchimbira kwa kutentha uku ghangapangiska kuti nkhongono ziŵe zinandi kaŵiri. Ŵanthu ŵanandi awo ŵakupanga vinthu ŵakughanaghana kuti vinthu viŵengepo pa malonda mu 2026-2028 kuti vigwiriskike nchito pa malo ghakusungirako vinthu. Mabatire agha ghangacepeska dongosolo na hafu uku ghakupangiska kuti ŵantu ŵaŵe ŵakuvikilirika.
Ma anode gha silicon ghakunjilirapo pa graphite ya chikhalidwe na silicon - carbon, kusazgirako nkhongono na 20 -40%. Ŵanthu ŵanandi awo ŵakupanga mabatire ŵapharazga kuti mabatire gha silicon-anode ghakwamba kupangika mu 2025-2026, pakwamba mu magalimoto gha magesi kweni mwaluŵiro ghazamufika pa malo ghakusungirako vinthu nga ni sikelo zakupangira.
Ma algorithm ghapachanya ghakulongozgera mabatire ghakugwiriskira ntchito vinjeru vyakupangika ghakupangiska kuti magesi ghaŵe ghawemi kuyana na umo nyengo yikuwonekera, mitengo ya magesi, na mbiri yakugwiliskira ntchito. Nthowa izi zikusambira umo vinthu vikwendera mu nyumba na kumanyiska ndondomeko yiwemi ya magesi-kufumiskira magesi kuti ŵasazgireko umoyo wa batire uku ŵakuchepeska ndalama za magesi. Kukhazikiska kwakwamba kukulongora kusintha kwa 5-10% mu umoyo wa batire utali na kuwelera kwa chuma.
Mapulogalamu ghachiŵiri gha mabatire gha umoyo ghakugwiliskira ntchitoso mabatire gha galimoto gha magesi kuti ghasungike pa malo ghambura kusintha. Mabatire gha EV ghakusunga 70-80% nkhongono para ghapumura kufuma ku magalimoto-ghakukwana yayi kugwiliskira ntchito pa magalimoto kweni ghakukwana chomene kusunga zuŵa. Nthowa izi za umoyo wachiŵiri zikuguliska 30-50% pachoko kuluska mabatire ghaphya apo zikupereka vyaka vinyake vya 5-10 vya uteŵeti mu mapulogalamu ghambura kukhumbikwa chomene.
Mabatire gha sodium-ion ghakupereka nthowa yinyake yambura kulipiliska ya lithiamu pakugwiliskira ntchito vinthu vinandi. Nangauli sodium - ion tekinoloje yasono yikupereka nkhongono zapasi na kugwira ntchito makora kuluska lithium-ion, chitukuko chakulutilira chikukhumba kugwiriskira ncito vyakusungirako vyakukhazikika apo kukura na kulemera kwake vikukhumbikwa vichoko kuluska mtengo. Mabatire gha sodium-ion ghangachepeska mtengo wa vyakupangira na 30% para vyapangika.
Mafumbo agho Ŵanthu Ŵakufumba Kaŵirikaŵiri
Kasi mabatire gha lithiamu-ion ghakukhalilira nyengo yitali wuli pakugwiliskira ntchito zuŵa zuŵa lililose?
Mabatire gha LiFePO4 ghawemi ghakupereka vyaka 10-15 vya njinga za zuŵa na zuŵa pambere ghandafike pa 80% nkhongono. Ici cikughanaghana kuti nyengo yikwenera kulongozgeka makora (kusunga mabatire pakati pa 50-95℃F) na kupeŵa kuseŵera kwakuya pasi pa 10-20% ya mtundu wa mtengo. Nthowa zakukwera njinga kamoza pa zuŵa pa 80% kuzama kwakufumiskika kanandi zikukwaniska vyaka 12-14 vya uteŵeti, mwakuyana na 4,000-5,000 njinga zakuyezgayezga na 2-3% ya kalendara ya chaka na chaka.
Kasi ningasazgapo mabatire gha lithiamu-ion ku dongosolo lane la zuŵa ilo lilipo?
Enya, kwizira mu AC-coupled mabatire agho ghakulumikizga ku magesi gha pa nyumba yinu m’malo mwa inverter ya zuŵa. Nthowa iyi yakunozgera vinthu yikugwira ntchito na kuŵika zuŵa lililose ilo lilipo ndiposo mitundu yinandi ya mabatire. DC-coupled systems zikukhumba kukolerana panji kusintha kwa ma inverter gha zuŵa kweni zikupereka nkhongono zapachanya pachoko. Kupima kwa ŵasambizgi kukusankha nthowa yiwemi yakuchitira vinthu mwakuyana na vipangizo ivyo muli navyo sono.
Kasi mabatire gha lithiamu-ion ghakugwira ntchito para magesi yazima?
Mabatire ghakuŵikika pamoza na ma inverter ghakwenelera ghakupereka nkhongono zakusungamo para magesi yazima. Kweni, ma inverter gha zuŵa ghakukhozgeka na gridi yakumanyikwa - ghakujara para magesi ghakuzima chifukwa cha chivikiriro, nangauli pali mabatire. Backup-makina ghakukwaniska ghakukhumba mitundu yinyake ya inverter na masiwichi ghakusinthiska ghakujiyimira paŵekha kuti nyumba yinu yiŵe yakupambana na gridi pa nyengo yakuzima uku yikuzomerezga kuti batire lifumemo. Ni vyose yayi vya solar-plus- vyakusungirako vinthu ivyo vikusazgapo nkhongono iyi-kukhozgera kugwira ntchito kwa backup usange nkhongono za mwaluŵiro ni zakuzirwa chomene.
Kasi mabatire gha lithiamu-ion ghali ghawemi kuŵikika pa nyumba?
Mabatire gha mazuŵa ghano gha LiFePO4 ghakuŵa ghakuvikilirika chomene para ghaŵikika makora na kupwelelereka makora. Kuzenga-mu ndondomeko yakulongozgera batire kukuteteza kuŵika magesi ghanandi, kuŵika magesi ghanandi, na kutentha kwakofya. Kuchimbira kwakutentha kukuchitika pafupifupi mu maselo 1 pa maselo 10 miliyoni-pasi chomene kuluska ngozi za mabatire gha asidi ghakupangika na haidrojeni wakuphulika-gassing. Kulondezga malango gha awo ŵakupanga na kugwiliskira nchito vipangizo vyakuzomerezgeka kukuchepeskaso ngozi izo zilipo kale-zichoko.