Mndandanda wa mabatire ukugwira ntchito mwa kulumikizga maselo ghanandi gha mabatire kwizira mu mndandanda na kusintha kwakuyana kuti ŵafiske nkhongono panji nkhongono zinandi kuluska izo batire limoza lingapeleka. Kulumikizana kwa mzere kukusazgirako nkhongono apo kulumikizgana kwakuyana kukusazgirako nkhongono, kuzomerezga kuti ndondomeko yiŵe yakunozgeka kuyana na nkhongono na nkhongono zakukhumbikwa.
Nthowa yakupangira mabatire
Mabatire ghakugwira ntchito kwizira mu kapangilo ka vigaŵa ivyo vikupangiska kuti maselo ghaŵe ghakurughakuru. Pa fawundeshoni, maselo gha batire ghamoza -kaŵirikaŵiri 3.6V ku 3.7V gha lithiamu - ion - ghangakwaniska yayi kupereka nkhongono mwaluŵiro ku mapulogalamu ghanandi agho ghakukhumba magesi ghakuru panji nyengo yakutalikirapo. Array architecture yikumazga suzgo ili mwa kuŵika maselo mu ma module, ma module mu mapaketi, na mapaketi mu ma array ghakukwana.
Kapangidwe kake kakulondezga fundo zakuyana waka na ma solar panel arrays. Maselo ghaliyose ghakuŵikika mu mzere kuti ghasazgireko magesi, ndipo vingwe ivi vikukolerana mwakuyana kuti viŵe na nkhongono. Batiri ya laputopu yakumanyikwa yikugwiriskira ncito 4s2p: maselo ghanayi mu mzere (14.4V) na magulu ghaŵiri ghakuyana (nkhongono kaŵiri). Kupima ichi nyengo zikwi, ndipo mukusanga mabatire ghakugwiriskira ncito nga ni Tesla's Hornsdale Power Reserve na 150MW kufumamo.
Vigaŵa vitatu- vyakulongozga:
Bungwe lakuwoneka kanandi likulondezga vigaŵa vitatu. Mu selo muli maselo gha mabatire gha munthu payekha-maselo gha 18650 gha silinda, maselo gha prismatic, panji maselo gha thumba. Magulu gha module ghakuŵika maselo 10-100 pamoza na kuwoneseska kwakuphatikizgika. Layer ya ndondomeko yikusazga vigaŵa vinandi na ndondomeko zakulongozgera pakati.
Ma array gha mazuŵa ghano ghakusazgako ndondomeko zakulongozgera mabatire (BMS) pa mlingo uliwose. Nthowa izi zikuwoneseska magesi, magesi, kutentha, na umo magesi ghakuŵira mu selo yiliyose. Kwambura kuwoneseska uku, maselo ghangaŵa ghambura kwenelera, ndipo ivi vingapangiska kuti ghaleke kugwira ntchito makora panji ghaleke kuŵa na suzgo la kuvikilirika.
Mndandanda vs Kuyana: Mphamvu -Nkhongono Malonda -kuzima
Kupulikiska umo vigaŵa vya mzere na vyakuyana vikugwilira ntchito kukuvumbura chifukwa icho mabatire ghakusinthira.
Kukonzekera kwa mndandandalikukolerana na mabatire ghakumalira-ku -kumaliya, kulumikizga chigaŵa chiwemi cha batire limoza na chigaŵa chiheni cha chinyake. Ndondomeko iyi yikusazgapo magesi apo nkhongono zikulutilira kuŵa zakuyana waka. Mabatire ghanayi gha 12V 100Ah mu mzere ghakupanga dongosolo la 48V 100Ah. Voltage yikuru njakuzirwa chomene pa ntchito nga ni magalimoto gha magesi na ma inverter gha zuŵa agho ghakukhumbikwira nkhongono zinandi kwambura kukoka magesi ghanandi kwizira mu makhebo.
Fomula iyi njakupulikikwa makora: Voltage yose=Voltage pa Selo × Nambala ya Maselo mu Mndandanda. Batiri ya Tesla Model 3 yili na maselo pafupifupi 4,416 agho ghali kuŵikika mu magulu 96 gha maselo 46 pa gulu lililose, ndipo ghakukwaniska pafupifupi 350V magesi ghakumanyikwa.
Kukonzekera kwakuyanayikugwira ntchito mwakupambana. Iwo ukukoleska vigaŵa vyose vyakukhozga pamoza na vigaŵa vyose vyakukhozga pamoza. Ichi chikupangiska kuti magesi ghaŵe ghambura kusintha apo ghakuchulukizga nkhongono. Mabatire ghanayi gha 12V 100Ah mu parallel kusunga 12V kweni ghakupereka 400Ah nkhongono yose -kanayi nyengo yakuchitira.
Equation ya nkhongono: Nkhongono zose (Ah)=Nkhongono pa Selo × Nambala ya Vingwe vyakuyana. Kusintha uku kukuyana na mapulogalamu agho ghakukhumbikwira kugwira ntchito kwa nyengo yitali pa magesi ghakumanyikwa, nga ni ndondomeko za magesi ghakusungamo magesi na kuŵika magesi gha pa grid.
Mndandanda-Kusazgana Kwakuyanaconfigurations kuphatikizapo nthowa zose ziŵiri. 8-battery array yingapanga magulu ghaŵiri ghakuyana waka gha mabatire ghanayi gha mzere uliwose, kupereka vyose viŵiri vyakusazgikira vya magesi na nkhongono. Kusinthasintha uku kukupangiska kuti awo ŵakupanga vinthu ŵayane na ivyo vikukhumbikwa pa magesi na nkhongono. Malo gha Hornsdale ghakugwiriskira ncito mazana gha mabatire gha munthu payekha mu ndondomeko zakusuzga zakuyana waka kuti ghafiske nkhongono za 150MW na 194MWh zakusungirako.
Chinthu chimoza chakuzirwa chomene pa nkhani ya kupanga: mabatire ghose agho ghali mu ndondomeko ghakwenera kuŵa na vimanyikwiro vyakuyana. Kusakanizga magesi ghakupambanapambana, nkhongono, panji makemikolo kukupangiska kuti paŵe kugaŵikana uko kukunanga nchito ndiposo kukupangiska kuti munthu waŵe na ngozi.
Suzgo la Kulaŵilira Batiri
Kuti maselo masauzandi ghanandi ghagwirenge nchito nga ni gulu limoza lakukolerana, vikukhumbikwira kuti ŵalongozgenge mwaluso. Nthowa yakulongozgera mabatire yikugwira ntchito zitatu: kuwoneseska, kulinganiska, na kuvikilira.
Kuwoneseska maselolikulondezga magesi, magesi, na kutentha kwa selo yiliyose panji gulu la maselo mu nyengo yeneco-. Mu ndondomeko ya utility-scale iyo yili na maselo 10,000, BMS yikupanga mamiliyoni ghanandi gha data pa sekondi. Kuwoneseska uku kwa granular kukupangiska kuti maselo ghakutondeka ghamanye mwaluŵiro pambere ghandakhwaske ndondomeko yose.
Kuwoneseska kutentha nkhwakuzirwa chomene. Mabatire gha lithiamu ghakugwira ntchito makora pakati pa madigiri 15 na 35 . Kuwalo kwa mzere uwu, ntchito yikukhira ndipo ngozi za chitetezo zikukura. Ma array ghakuru ghakusazgapo ndondomeko zakuzizimiskira zakugwira ntchito-kuzizimiska kwa maji kwa mapulogalamu gha nkhongono zapachanya-, kuzizimiska kwa mphepo kwa katundu wapakatikati-kulongozgeka na data ya kutentha kwa BMS.
Kulinganiza kwa maseloyikulongosora suzgo likuru: maselo ghanyake ghakucita vinthu mwakuyana yayi. Kupambana kwa umo ŵakupangira vinthu, kutentha kwakupambanapambana, na umo maselo ghakucekura vikupangiska kuti maselo ghaleke kukolerana. Kwambura kunjilirapo, maselo ghambura nkhongono ghakuŵa vipingo.
Nthowa zakulinganizgirako nkhongono zikupeleka nkhongono kufuma ku maselo ghakukhora kuya ku maselo ghambura nkhongono kwizira mu ma capacitors panji inductors. Ici cikusunga mtengo wakuyana mu ndondomeko yose, kutambasura umoyo na kukhozga nkhongono zakugwiriskira ncito. Kafukufuku wakufuma ku ŵakupanga mabatire wakulongora kuti kuŵika vinthu pa malo ghakwenelera kungapangiska kuti umoyo wa array uŵe utali chomene na 30-40%.
Passive balancing yikugwiriskira ncito vipangizo vyakukanizga kuti viwuskemo nkhongono zakujumpha mu maselo ghakukhora nga ni kutentha. Nangauli nchambura kusuzga ndiposo nchakudura, kweni nchambura kugwira ntchito makora kuluska kulinganiska mwakugwira ntchito. Ma arrays ghanandi ghakugwiriskira ncito -scale ghakugwiriskira ncito ndondomeko zakugwira nchito kuti ghacepeske kutaya nkhongono.
Nthowa zakuvikilirakupanga gawo lakumaliya la chitetezo. BMS yingadumura ndondomeko iyi usange yikuwona kuti pali vinthu vyakofya: magesi ghakujumphizga, magesi ghakujumphizga, magesi ghakuchepa, panji magesi ghakuchimbira. Ma circuit breaker na ma fuse ghakupereka chitetezo cha hardware-level nga ni backup.
Ku malo ghakusungirako magesi gha Hornsdale, BMS ya Tesla yikuwonelera vigaŵa 2,300 vya mabatire. Nthowa iyi yingazgora ku kusintha kwa pafupipafupi kwa gridi mu masekondi 140-mwaluŵiro chomene kuluska nyengo yakuzgolera ya masekondi 6 ya gasi la chikhalidwe. Liwiro ili likupangiska kuti mabatire ghaŵe ghakuzirwa chomene pakukhazikika kwa gridi.
Nthowa zakusinthira vya mapulogalamu ghakupambanapambana
Kapangidwe ka mabatire kakupambana chomene kuyana na ivyo vikukhumbikwa. Nkhani yiliyose yakugwiliskira ntchito yikukhumba magesi, nkhongono, na mikhaliro ya vyakufumiska.
Magalimoto gha magesikuŵika pakwamba magesi ghapachanya kuti galimoto yiŵe yakunozga ndiposo nkhongono zapachanya kuti ziŵe zakukwana. Chevrolet Bolt yikugwiriskira ncito maselo 288 mu 96s3p, kupanga dongosolo la 350V ilo lili na nkhongono ya 60 kWh. Voltage yikuru yikuchepeska kutayika kwa magesi na resistive mu makhebo, apo magulu ghakuyana ghakupereka nkhongono zakukwana za 250+ mamailosi gha mtunda.
EV arrays wakukumana na masuzgo ghapadera ghakutentha. Kuchaja mwaluwiro na kutuluka kwa maji vikupangiska kuti paŵe kutentha kukuru. Ŵanthu awo ŵakupanga vinthu ŵakugwiliskira ntchito nthowa zakuzizimiskira maji na glycol-based coolants izo zikuzungulira kwizira mu nthowa pakati pa magulu gha maselo. Mwachiyelezgero, i3 ya BMW yikusunga maselo mu msinkhu wa 2℃kutentha mwakugwiliskira ntchito kuzizima kwakugwira ntchito.
Kusunga Nkhongono za Gridindondomeko zikukhumba nkhongono zikuru kwa maora ghanandi ghakugwira ntchito. Ma arrays agha kanandi ghakugwiriskira ncito magesi ghapasi (1000-1500V DC) kweni ghakukwana comene. Malo ghakusungirako nkhongono gha Gateway ku California ghakatumizga 230MWh mwakugwiliskira nchito mabatire gha lithiamu iron phosphate (LFP) 10,080 mu magulu ghakuyana waka pa ma Megapack gha Tesla 56.
Ma grid arrays ghakwenera kuzgora nyengo yeneyiyo ku kusintha kwa pafupipafupi. Para msinkhu wa gridi ukukhira pasi pa 50 Hz (panji 60 Hz ku North America), BMS yikuphalira mndandanda kuti uŵike nkhongono mu masekondi ghachoko waka. Uteŵeti uwu wakulongozga pafupipafupi, uwo Hornsdale wakuchita nyengo zose, ukapangiska kuti malo agha ghaleke kugwiliskira ntchito ndalama zakukwana madola 116 miliyoni mu vyaka viŵiri vyakwamba.
Zuŵa-Kusazgapo-Kusungirakondondomeko zakukhalamo zikugwiriskira ncito mabanki gha mabatire gha 48V-kuzomerezgana pakati pa civikiliro na kugwira nchito makora. Mabatire ghanayi gha 12V mu mzere ghakupanga magesi agha, agho ghakuyana na ivyo vikunjilizgika mu inverter ya zuŵa. Ŵanthu awo ŵali na nyumba ŵangayamba na batire limoza na kusazgapo vigaŵa vyakuyana waka kuti ŵasazgireko nkhongono umo vikukhumbikwira, ndipo ivi vikupangiska kuti dongosolo ili liŵe lakugaŵikana ndiposo lakukwana.
Malo ghakukhalamo ghakukumana na masuzgo ghakupambanako na ndondomeko ya vyakugwiriskira nchito. Ŵakwenera kugwira ntchito mu malo ghambura kukhazikika (magaraji, viŵaya vya kuwaro) mu vigaŵa vyakupambanapambana vya kutentha. Ici cikukhumbikwira kuti ŵaŵikepo vinthu vyakukhozga nyengo ndiposo kuti ŵaleke kuthukira nangauli pali malo ghacoko waka ghakuŵikamo vinthu vyakuzizimiskira.
Nkhongono zakusungamomapulogalamu nga ni malo ghakusungamo data ghakugwiriskira ncito mabatire agho ghakupangika kuti ghazgore nyengo yeneyiyo m’malo mwa nyengo yitali. Nthowa izi zikulutilira kuŵa na magesi ghose, ndipo zikuŵa zakunozgeka kugwira ntchito para magesi ya gridi yatondeka. Nthowa ya UPS ya data center yikugwiriskira ncito vingwe vinandi vya mabatire mwakuyana kuti viŵe vyambura kukhumbikwa-usange chingwe cimoza catondeka, vinyake vikulutilira kugwira nchito apo unit iyo yanangika yikusinthika.
Physics ya Nkhongono
Kasi nchivici nadi ico cikucitika mukati mwa mabatire para magesi ghakucimbira? Kupulikiska umo magesi na magesi ghakugwilira ntchito kukulongora kuti tekinoloje iyi njakutowa chomene ndiposo kuti yili na mphaka.
Munyengofuma, ma ayoni gha lithiamu ghakusamira ku anode (elekitirodi yakususka) kwizira mu elekitirolite ku cathode (elekitirodi yiwemi). Kusuntha kwa ion uku kukupanga mphambano ya magesi iyo yikupangiska kuti ma electron ghajumphe mu dera la kuwaro-magetsi ghakovwira. Mu mndandanda wa mndandanda, magesi agha ghakusazgikira mu maselo ghose. Mu magulu ghakuyana waka, magesi ghakufuma mu selo lililose ghakusazganako.
Nkhongono izo zikufumamo zikuthemba pa nkhongono ya magesi na nkhongono ya magesi: Nkhongono (W)=Nkhongono ya magesi (V) × Nkhongono ya magesi (A). Mndandanda wa 400V uwo ukupereka 100A ukupereka nkhongono za 40kW. Usange yakhazikiska mwakupambana nga ni 200V × 200A, yikuperekaso 40kW-kweni nkhongono yikuru yikukhumba makhebo ghakukhora ndipo yikupanga kutayika kwakukhozga.
Kukana mukativikukhwaska nchito yiwemi. Selo yiliyose yili na nkhongono yakukanizga iyo yikusintha nkhongono zinyake kuŵa zakutenthemeska m’malo mwa nchito yakuzirwa. Mu mndandanda wa makonfigurasi, kukana kuwonjezera mzere, kweni pakuti sonosono apa wakukhala nyengo zose, kutaya kwakukanizga kose kukuyana na I2R apo I ni sono ndipo R ni kukana kose. Kusintha kwakuyana kukusunga nkhongono za magesi nyengo zose kweni kugaŵikana kwa magesi pakati pa nthambi, kuchepeska kutayika kwa resistive pa nthambi.
Ici cikulongosora cifukwa ico vigaŵa vya magesi ghapachanya-vikugwilira ntchito makora pa mapulogalamu gha magesi ghapachanya-. Nthowa ya 400V iyo yikutumizga 40kW yikukoka 100A. Nthowa ya 100V iyo yikupeleka nkhongono yimoza yikukopa 400A-kuwuskapo nkhongono ya sonosono ndipo kukusazgirako kutayika kwa kukana na nyengo 16.
Kuchajalikuzgora msewu wa ion. Nkhongono zakunja zikuchichizga lithiamu ions kuti ziwelere ku anode, kusunga nkhongono mwa kemiko. Kuchaja mwaluwiro kukukankhira magesi ghakuru mu ndondomeko, kupanga kutentha na kupwetekeska maselo. Ichi ndicho chifukwa chake DC fast charger networks yikuchepeska mtengo wa charge ku 150-350kW m’malo mwa charge mwaluŵiro umo vingaŵira-kutalikiska umoyo wa batire kukukhumbikwira kuti uŵe wakupwelelera chomene.
Mabatire ghakuleka kugwira ntchito makora para ghakuchajika chomene. Mndandanda wakumanyikwa ungakwaniska kukwaniska 95% kuzungulira - ulendo (kulipira ndipo kufumiska) pa viŵelengero vyapakati, kweni ivi vikukhira ku 85-90% pa nyengo ya kulipira mwaluŵiro chifukwa cha kukhozgeka kwa mukati na kutenthemeska.
Data yeneco ya pa caru cose
Kupulikiska kwa theoretical nkhwakuzirwa viŵi yayi kuluska ivyo vikuchitika. Apa ndicho mabatire arrays nadi kukwaniska pakugwira ntchito.
Hornsdale Power Reserve yikalongora kuti yingawovwira chomene pa gridi. Pa nyengo iyo jenereta yikatondeka ku Loy Yang Power Station mu Disembala 2017, mndandanda uwu ukawona kuti magesi ghakukhira pafupipafupi mu masekondi 0.14 ndipo ukaŵika 7.3MW kuti gridi yiŵe yakukhora. Majenereta ghakusungamo vinthu ghakatora masekondi 6 kuti ghazgore-nyengo 42 mwakuchedwa. Liwiro ili likapangiska kuti paŵe kutondeka kwa cascading uko kungaŵa kuti kwafipiska chigaŵa ichi.
Kugwira ntchito kwa ndalama kukayana waka na kupambana kwa tekinoloje. Hornsdale wakapokera pafupifupi madola 18 miliyoni gha ku Australia mu chaka chake chakwamba kwizira mu ntchito zakulongozga pafupipafupi. Malo agha ghakachepeska ndalama zakukhazikika kwa magesi gha ku South Australia kufuma pa $470/MWh kufika pa $40/MWh-kuchepa kwa 91%. Pa chaka chachiŵiri, ndalama izo ŵakasunga zikafika pa madola 116 miliyoni gha ku Australia.
Manambala agha ghakulongora kuti mabatire ghakuzirwa chomene kuluska kusunga nkhongono. Nyengo zakuzgora mwaluŵiro zikuŵapangiska kuti ŵaŵe ŵakulimbana na magesi ghakale ghakugwira ntchito zakovwira izo zikusunga pafupipafupi na magesi. Array iyi yikugwira ntchito chomene nga ni shock absorber, kupangiska kuti kusintha kwa vinthu kuŵe kwaluŵiro chomene mwakuti magesi ghakumanyikwa ghangakwaniska yayi.
Viŵelengero vya kunangakufuma ku data yeneco-ya pa caru cose yikulongora umoyo utali wa ndondomeko. Mabatire gha kunyumba gha Powerwall gha Tesla ghakusunga pafupifupi 80% ya nkhongono pamanyuma pa vyaka 10 vya kukhweŵa njinga zuŵa lililose. Utility-scale arrays kugwiriskira ncito LFP chemistry yikulongora kuti yikukhala nyengo yitali comene-kuŵika vinthu vinandi vyajumpha 8,000 mzere na kutaya nkhongono zapasi pa 10%.
Kuchekura kwa kalendara (kunangika kwa nyengo kwambura kupwelerako vya kugwiliskira ntchito) kukukhwaska mabatire ghose gha lithiamu-ion. Ma arrays kanandi ghakutaya 2-3% nkhongono pa chaka nangauli ghalije ntchito. Kusazgirapo pa kunangika kwa mzere, ma array ghanandi ghakukhozgeka kwa vilimika 10-15 panji nambara yinyake ya mzere-chilichose icho chikwiza pakwamba.
Batiri yikuru ya Victoria ku Australia, iyo yili na nkhongono ya 300MW/450MWh, yikulipira na kufumiska kaŵiri pa zuŵa kuti yiŵe na ndalama zinandi kufuma ku arbitrage ya nkhongono (kugura nkhongono zakuchepa mtengo pa - nkhongono zapachanya na kuguliska pa nyengo iyo ŵanthu ŵakukhumba chomene). Pamanyuma pa vyaka viŵiri vyakugwira ntchito, kuyezga nkhongono kukalongora kuti 4% pera ya kunangika-kuluska ivyo vikayowoyeka pa chigomezgo.
Nthowa zakuvikilira na kulongozga para vyatondeka
Mabatire ghakusungirako nkhongono zinandi, ndipo ivi vikupangiska kuti paŵe chivikiliro chikuru. Mndandanda wa 100MWh uli na nkhongono zakukwana malita 2,000 gha mafuta. Nthowa zakupangika mwaluso zakuvikilira nkhongono zikupangiska kuti nkhongono izo zileke kufuma kwambura kujikora.
Kuthaŵa kwakutenthandiyo ngozi yikuru. Usange selo limoza likutenthema chomene kuluska pa msinkhu wakukhumbikwa chomene (kanandi 130-150℃kwa lithiamu-ion), ma circuit ghafupi gha mukati ghakupangiska kuti paŵe unyolo. Selo ili likufumiska mphepo zakotcha, likugolera moto, ndipo lingathandazga moto ku maselo ghapafupi. Mu ndondomeko yakukhora, ici cingajumpha mu maselo ghanandi comene.
Ma array gha mazuŵa ghano ghakugwiriskira ncito vigaŵa vinandi vyakujivikilira. Mtunda wakuwoneka pakati pa vigaŵa ukuchepeska kutentha. Moto-vyakukanizga vikuŵa na vyakutondeka vya module yiliyose. Nthowa zakuzizimiskikira zikusunga kutentha kwakuvikilirika. Nthowa zakumanyira mphepo zikumanyiska vimanyikwiro vyakwamba vya vyakuchitika vyakutentha-kukwera kwa haidrojeni panji carbon monoxide kukulongora kuti maselo ghakufumamo pambere moto undawoneke.
Moto uwo ukabuka mu Epulero 2019 ku malo ghakusungirako nkhongono gha McMicken ku Arizona ukalongora kuti pakaŵa vinthu vyambura kwenelera ivyo vikapangika pakwamba pa mabatire. Kuŵika maselo ghambura kwenelera kukapangiska kuti paŵe malo ghakutentha, ndipo kuzimya moto mwakukwana yayi kukapangiska kuti ivyo vikacitika viŵe vikuru comene. Ŵanthu ŵaŵiri awo ŵakazimyanga moto ŵakapwetekeka apo moto uwu ukaphulika. Kufuma nyengo iyo, UL 9540A kuyezga viyezgo vikukhumba kuyezgeka kwa kuthandazgika kwa kutentha kwa vigaŵa vyose vya grid-scale.
Kuwoneseska mlingo wa selo-yikupereka mzere wakwamba wa kujivikilira. Usange BMS yikuwona kuti selo likujumpha mphaka ya kutentha panji magesi, yikuwuskapo chigaŵa ichi kufuma ku ndondomeko. Ku Hornsdale, chigaŵa chilichose cha vigaŵa 2,300 chingapatulika pachekha. Redundancy iyi yikuwoneseska kuti kutondeka kwa selo limoza kukunanga yayi ndondomeko yose ya 194MWh.
Kuzimya motomu mabatire arrays likupambana na ndondomeko zakumanyikwa. Maji ghangapangiska kuti moto wa mabatire gha lithiamu-ion uŵe uheni chomene, ndipo CO2 yikusoŵa nkhongono pakulimbana na nkhongono za kemiko. M’malo mwake, ma array gha mazuŵa ghano ghakugwiriskira ncito vyakuponderezga mphepo panji vyakuponderezga maji ivyo vikuzizima kwambura masuzgo ghakukhwaskana na magesi. Malo ghanyake ghakugwiriskira ncito nthowa zakusefukira za mu viŵiya- izo zikubizga mzere wose mu mphepo yambura kugwira nchito.
Maprotocol ghakunozga ghakukhumbikwa chomene nga ni hardware. Kuwonekera kwa nyengo zose kwa kutentha kukumanyiska malo ghakutentha ghakukura pambere vyakutondeka vindachitike. Kuyezgelera nkhongono kukuvumbura maselo ghakunangika agho ghakukhumbikwira kusinthika. Kulinganiza kwa magesi kukupangiska kuti maselo ghambura nkhongono ghaleke kuŵa ghakukanizga.
Economics ya Kupima Ma Arrays
Kupanga ma batiri kukusazgapo malonda ghakukondweska gha vyachuma-offs. Kukura nyengo zose nkhwawemi yayi-kukura kwakwenelera kukuthemba pa mapulogalamu ghanyake na umo msika ukuŵira.
Mtengo wa capitalŵali kukhira chomene. Mu 2010, mabatire gha lithiamu ghakaŵa na mtengo wa madola 1,200 pa kWh. Pa 2024, mitengo yikakhira pafupifupi $ 130 / kWh ya ndondomeko zakugwiriskira nchito -. BloombergNEF mapulojekiti ndalama zizamufika pa $ 80 / kWh mu 2026, kupangiska kusunga mabatire kupikisana na vyakumera vyakupanga mpweya wa chilengiwa.
Kuchepeska mtengo uku kukufumira ku msinkhu wa kupanga vinthu, kuwongolereka kwa kemiko, na kukhwima kwa katundu. China ndiyo yikupanga vinthu vinandi, ndipo yikupanga 77% ya maselo gha mabatire gha pa charu chose. Kuŵika mtima uku kukupangiska kuti paŵe ngozi pa nkhani ya kupeleka vinthu kweni kukupangiskaso kuti paŵe mpikisano ukuru wa mtengo.
Kuchuluka kwa chumakukhwaska vyose viŵiri vipangizo na ntchito. Mndandanda wa 100MWh ukuguliska mtengo wakucepa pa kWh kuluska mndandanda khumi wa 10MWh chifukwa cha kugaŵana vyakupangika-ndondomeko zakulongozgera, ma transformer, kulumikizgana kwa gridi. Kweni, kujumpha pafupifupi 200MWh, uwemi wa mtengo wa mphepete ukuchepa apo kusuzga kwa pulojekiti kukusazgikira.
Batiri yikuru ya Victoria yikuguliska pafupifupi madola 160 miliyoni gha ku Australia kuti yiŵe na nkhongono ya 300MW/450MWh-pafupifupi madola 350,000/MWh. Mabatire ghachokoghachoko ghakukhalamo ghakuguliska $500-800/kWh-kujumpha kaŵiri mtengo wa unit ya nkhongono. Kugula vinthu vinandi, kuŵika vinthu mwambura kusuzga, na ndondomeko zakukolerana ndivyo vikulongosora mphambano iyi.
Mitundu ya ndalamavikupambana na msika. Ku Australia na California, ma arrays ghakusanga ndalama kwizira mu ntchito zakulongozga pafupipafupi (kulipira pa MW iyo yilipo), arbitrage ya nkhongono (kugura pasi, kuguliska chomene), na kulipira nkhongono (kuŵapo pa nyengo ya ngozi). Mitsinje yakupambanapambana ya ndalama za Hornsdale yikupangiska kuti yiŵe na phindu nangauli yikusunga nkhongono kwa maora 1.3 pera pa nkhongono zose.
Ma arrays ghanyake ghakugwira ntchito pa makontrakitala ghakukwana gha vyakukhumbikwa-kupokera malipiro chifukwa chakuti ghalipo, kwali ghatumizgika panji yayi. Chiyelezgero ichi chikutemwa chomene - nkhongono, pakatikati - nyengo yitali (maora 4-8) agho ghangaŵa nga ni vyakusungirako vyakugomezgeka.
Nthowa zakupelekera ndalamachomene kuchitira mabatire arrays nga ni katundu wakuzengazenga. Ndalama za pulojekiti pa 4-6% chiwongola chikupangiska kuti utility-kusungirako vinthu viŵe vyakukolerana na kupanga vinthu vyakumera. Pakuti ma array ghanandi ghakulongora kuti 15+ ghakugwira ntchito mwakugomezgeka, ngongoli za nyengo yitali zikuŵa zakuchepa mtengo, ndipo ivi vikupangiska kuti chuma chiŵe chiwemi chomene.
Kutukuka kwa munthazi mu Array Technology
Tekinoloje ya mabatire yikusintha mwaluwiro apo makemikolo ghaphya, ndondomeko yakulongozgera, na mapulogiramu ghakuwoneka.
Mabatire ghakukhozga-kulayizga nkhongono zakukwana na chivikiliro chiwemi mwa kuŵika vinthu vyakukhora m’malo mwa electrolyte ya maji. Toyota na QuantumScape ŵakupanga magulu ghakugwiriskira ncito magesi ghakukhora agho ghangakwaniska kufika pa 500 Wh/kg -pafupifupi kaŵiri kaŵiri ka mtundu wa lithiamu - ion. Ici cingapangiska kuti paŵe vichoko, vyakupepuka vya magalimoto panji vyakusungirako nyengo yitali- vyakugwiriskira ncito pa gridi.
Kweni, kupanga mabatire ghakukhora- pa mlingo kukukhalilira kuŵa kwakusuzga. Tekinoloje iyi yikukhumbikwira vipangizo vyakupambanapambana vyakupangira vinthu ndipo yikuzizipizga viheni yayi kuluska maselo gha maji gha electrolyte. Malonda ghakukhozga-mabatire gha boma ghangawoneka yayi mpaka 2026-2028.
Chitsulo -mphepo na sodiyamu-iyonimakemikolo ŵakulaŵiska pa malo ghakupambanapambana. Iron-mabatire gha mphepo ghakupereka mtengo wakucepa comene ($20/kWh) ku mapulogiramu agho ghakukhumbikwira nyengo ya maora 24-100, nangauli ghali na nkhongono zicoko comene. Fomu Nkhongono yikutumizga magulu ghakuyezgayezga ku Minnesota na Maine. Sodium-ion arrays yikuwuskapo kuthemba lithiamu ndipo yikugwira ntchito makora para kuli mphepo, ndipo yikupangiska kuti yiŵe yakukondweska ku nyengo za kumpoto.
Mafakitale gha magesi ghakuwonekakuwunganya vikwi vya mabatire ghachokoghachoko ghakukhalamo mu grid-vyakugwiriskira ntchito. Tesla wa magesi ghakuwonekerathu ku South Australia wakulumikizga mabatire gha Powerwall gha kunyumba 4,000, kupanga chinthu chakugaŵika cha 50MW. Nthowa iyi yikusazgapo kukhora kwa gridi-palije fundo yimoza yakutondeka-ndipo yikupereka ndalama ku ŵanyinu kufuma ku kugaŵana mabatire ghawo.
Kutumizgika kukuchitika mwaluŵiro. Kusintha kwa gridi ya Puerto Rico kukusazgapo 1,000 MW ya kusungirako mabatire mu 2028-kuluska ivyo vikukhumbikwa sono vya 900 MW. California yikuzomerezga kuti paŵe 11,500 MW ya kusungirako vinthu mu 2030. China yikasazgapo 22 GW ya kusungirako mabatire mu 2024 pera.
Kuseŵezeska vinthu vyakaleyikwenera kukura na kutumizgika. Batiri ya EV yakumanyikwa yikusunga 70-80% nkhongono pamanyuma pa kugwiliskira ntchito galimoto-yichali yakuzirwa pakugwiriskira ntchito vyakusungirako vyakukhazikika. Mabatire gha umoyo wachiŵiri ghakusazgirako umoyo wakukhumbikwa vyaka vinyake 10-15 pambere kuseŵezeskekaso kuŵe kwakukhumbikwa. Makampani nga ni Redwood Materials ghakuzenga malo ghakuti ghasange 95% ya lithiamu, cobalt, na nickel kufuma ku mabatire ghakale, ndipo ivi vikupangiska kuti ŵanthu ŵaleke kuthemba pa migodi.
Mafumbo agho Ŵanthu Ŵakufumba Kaŵirikaŵiri
Kasi pali mphambano wuli pakati pa batire na ndondomeko ya batire?
Batiri yimoza ni selo yimoza panji paketi yichoko iyo yili na magesi ghakukhazikika na nkhongono. Battery array ni ndondomeko yakukwana ya mabatire ghanandi agho ghakukolerana pamoza kuti ghaŵe na magesi ghanandi, nkhongono zinandi, panji vyose viŵiri. Ma arrays ghangaŵa kufuma ku maselo eyiti mu chipangizo cha magesi kufika ku vikwi vya vigaŵa mu malo ghakusungirako gridi.
Kasi mabatire ghakukhalilira nyengo yitali wuli?
Mazgu ghakugwiriskira ncito - ghakukhala vyaka 10-15 pambere nkhongono zindafike pasi pa 80%. Na kulaŵilira makora na kukhweŵa njinga mwapakati, ma array ghanyake ghakufika vyaka 20. Kuwonongeka kukuthemba pa kutentha kwakugwira ntchito, mtengo wa mtengo / kutuluka, na kuzama kwa kutuluka. Ma arrays ghakuzungulira zuŵa lililose kufika pa 90% kuzama kukunangika mwaluŵiro kuluska agho ghakuzungulira mpaka 50%.
Kasi mungasazga mitundu yakupambanapambana ya mabatire mu ndondomeko?
Yayi, kusakanizga mitundu ya mabatire, vyaka, panji nkhongono mu ndondomeko kukupangiska kuti paŵe kugaŵikana uko kukucepeska nchito ndiposo kupangiska kuti paŵe ngozi. Mabatire ghose agho ghali mu ndondomeko ghakwenera kuŵa ghakuyana waka-chemistry yimoza, nkhongono, magesi, ndipo viwemi kufuma ku gulu limoza la kupanga. Makemiko ghakupambanapambana ghali na mikhaliro yakupambanapambana ya magesi na kukana mukati, ndipo ivi vikupangiska kuti kugwira ntchito mwakuyana kuŵe kwambura kucitika.
Kasi nchivici ico cikucitika usange batire limoza latondeka mu ndondomeko?
Mu ndondomeko ya mndandanda, selo yakutondeka yingalekeska kwenda kwa magesi mu chingwe icho, kuchepeskako nkhongono zose za ndondomeko. Mu kusintha kwakuyana, vingwe vinyake vikulutilira kugwira ntchito pa nkhongono yakuchepeskeka. Ma array gha mazuŵa ghano ghakugwiriskira ncito mapangidwe gha vigaŵa apo BMS yingapatura vigaŵa ivyo vyatondeka. Kusazgikira uku kukung'anamura kuti kutondeka kwa selo yimoza kukukanizga yayi ndondomeko yose-kuchepeskako waka nkhongono mpaka apo chigaŵa chakubudika chiŵikidwe m'malo mwake.
Kupanga Ma Arrays Ghakugwira Ntchito pa Pulogalamu Yinu
Mabatire ghakuchita makora para ghapangika kuti ghaŵe ghakukhumbikwa m’malo mwa kukhumba vinthu vinyake. Nthowa ya zuŵa ya panyumba yikukhumbikwira mikhaliro yakupambanapambana ya array kuluska galimoto ya magesi panji malo ghakusungirako magesi.
Yambani na kulongosora vinthu vitatu: magesi yakukhumbikwa, nkhongono yakukhumbikwa, na umo magesi ghakufumiskikira. Nthowa ya zuŵa ya 48V yikukhumbikwira mabatire agho ghali kukhazikiska kuti ghafumyemo 48V yakumanyikwa. Usange mukukhumba 10 kWh ya kusungirako, gaŵirani na nkhongono ya magesi: 10,000 Wh ÷ 48V=208 Ah nkhongono yakukhumbikwa.
Kufuma apo, sankhani vigaŵa vyakwenelera vya maselo. Mabatire gha lithiamu gha 12V ghakumanyikwa ghakwiza mu nkhongono kufuma pa 50Ah kufika pa 200Ah. Mabatire ghanayi gha 12V 52Ah mu mndandanda wakupanga 48V 52Ah (2.5 kWh). Kuti mufike pa 10 kWh, mukukhumbikwira vingwe vinayi vyakuyana vya mabatire ghanayi gha mndandanda-16 mabatire ghose pamoza mu 4s4p.
Taŵanaŵaniyani viŵelengero vo vituliya. Usange pulogiramu yinu yikukhumba nkhongono zakukwana 5 kW, ndondomeko yikwenera kupeleka 5000W ÷ 48V=104A. Chingwe chilichose cha 4s chikupereka mlingo wa batire limoza la sono. Usange batire lililose likufumiska 50A nyengo zose, mukukhumbikwira waka vingwe vitatu vyakuyana, vinayi yayi. Mndandanda uwu uŵenge 4s3p na mabatire 12.
Kulaŵilira kutentha kanandi ndiko kukupangiska kuti munthu waŵe wakupambana panji wakutondeka. Mabatire ghakugwira ntchito makora yayi para ghali pasi pa 0℃ndipo ghakunangika mwaluŵiro para ghali pachanya pa 40℃. Mapulogalamu agho ghakugwira ntchito kuwaro ghakukhumbikwira kutenthemeska mu nyengo zakuzizima na kuzizima mu nyengo zakotcha. Nanga ni vyakugwiriskira ncito vyapakati vikusanga candulo na vipinda vyakuvikilirika na mphepo iyo yikusunga madigiri 15-25 .
Monitor ndondomeko pafupi pa nyengo yakwamba ntchito. Kusintha kwa magesi mu maselo mu masabata ghakwamba kukulongora kuti vinthu vikukolerana yayi. Kumazga kusalinganiska mwaluŵiro kwizira mu kuŵika maselo mu malo ghake panji kuŵika maselo ghakuyana waka m’malo mwa kuzomerezga maselo ghambura nkhongono kuti ghanange ntchito ya ndondomeko.
Modularity ya mabatire arrays ndiyo nkhongono yawo yikuru. Mungayamba pachoko na kukuzga pachokopachoko, kusazgapo vingwe vyakuyana kuti viŵe na nkhongono zinandi panji vingwe vya mzere kuti viŵe na magesi ghanandi. Scalability iyi yikupangiska kuti ma arrays ghaŵe ghakusangika mwachuma nanga ni pa mapulogalamu agho ghangakura nyengo yikati yajumphapo.
Malo ghakufumiramo
Uthenga wa Nkhongono za US - Uthenga wa Nkhongono Yakusungirako Mabatire (2024-2025)
Wupu wa Nkhongono pa Charu Chose - Kuwona kwa EV pa Charu Chose 2024: Ivyo vikuchitika mu Mabatire gha Magalimoto gha Magesi
Kafukufuku wa Kuwona Kwakukulu - Kukura kwa Msika wa Batiri, Kugaŵana & Lipoti la Kukura (2024-2030)
Yunivesite ya Pennsylvania EME 812 - Kukhazikiska Kusungirako Vinthu vyakukhumbikwa: Mabatire
Yunivesite ya Batiri - BU-302: Kusintha kwa Batiri Kwakuyana na Kwakuyana
Nkhongono za Hornsdale zakukhwaskana na umo nkhongono zikugwilira ntchito.
Vinthu vyakupangira nkhongono vyapachanya - Masuzgo ghakuru gha Grid-Scale Lithium-Kusunga Nkhongono za Batiri ya Ion (2022)
Kudumbiskana kwa chilengiwa - Kusindikizga kwakukwana kwakuphatikizgika kwa mabatire gha Lithium-Ion (2025)
Nkhongono za MDPI - Nthowa zakulongozgera mabatire: Masuzgo na vyakumazga (2020)
Gulu la Ntchito ya Mpweya Wakutowa - Kusunga Mabatire na Kusazga Kusazgako Gridi
Mitu Yakuyana
Nthowa zakulongozgera mabatire (BMS)
Kuyezgelera kwa Batire la Lithiyamu - ioni na Lead -
Grid-sikelo Nthowa zakusungirako Nkhongono
Kupanga Batiri ya Galimoto Yamagetsi
Solar-kuphatikizapo-Kunozga kwa Nthowa Yakusungirako
Kunanga kwa Batiri na Kulaŵilira Umoyo
