Table of Contents
מערכות גיבוי כוח וכימיה סוללה
מערכות גיבוי כוח מספקות רשת בטיחות קריטית לעסקים, מרכזי נתונים, מתקני בריאות ואפילו מתקני מגורים.כאשר הרשת נכשלת, בנק הסוללה בתוך UPS (אספקת חשמל בלתי ניתנת לעצירה) או מעכב עצמאי חייב לספק אנרגיה אמינה, מיידית.שני מהכימאיים הנפוצים ביותר עבור יישומים אלה הם ליתיום (Li-ion) ו- ניקל-cadm (Niium C) יש צורך בכימיה פנימית סגורה, כולל תכונות אבטחה פנימיות, וכן הלאה, אשר יש צורך בכימיה סביבתית, כולל של אבטחה, כולל, כולל של אבטחה, וכן הלאה, כולל, כולל, וכן הלאה, כולל תכונות אבטחה, כולל של אבטחה, כולל אבטחה, כולל אבטחה, כולל אבטחה, כולל אבטחה, כולל של אבטחה, וכן הלאה, וטכנולוגיות אבטחה, וכן הלאה, וכן הלאה, כולל איכות סביבתית, וכן הלאה, וטכנולוגיות אבטחה פנימית, כולל בטיחותיות, כולל אבטחה, וכן הלאה, וכן הלאה, כולל אבטחה, וכן הלאה, וכן הלאה, אשר מאפשרות, כולל אבטחה פנימית, כולל אבטחה, כולל תכונות אבטחה, אשר מאפשרות, כולל אבטחה חיצונית, כולל תכונות אבטחה, כולל תכונות אבטחה, כולל אבטחה, כולל אבטחה, וכן הלאה, כולל אבטחה, כולל אבטחה, כולל תכונות אבטחה חיצונית, כולל אבטחה חיצונית, כולל אבטחה, כולל תכונות אבטחה, כולל בטיחותיות,
מכיוון סוללות גיבוי לעתים קרובות לשבת idle במשך חודשים או שנים בין הפרשות, גורמים כגון הזדקנות לוח שנה, שיעור טעינה עצמית וסובלנות למדינה חלקית של טעינה (PSOC) להיות חשוב כמו צפיפות אנרגיה גולמית.הבנת עדינות אלה עוזר להימנע מהנחה יתר (תשלום עבור יכולת מיותרת) או תחת מפרט (סיכון לכישלון מוקדם במהלך גיל המעבר).
Lithium-Ion Batteries ב-Back Systems
כימיה ואנרגיה
סוללות ליתיום-יון מגיעות במספר תת-כימיסטים - ליתיום קובלט (LCO), ליתיום ברזל פוספט (LFP), ליתיום ניקל מנגן (NMC), ומכסה ליתיום (LTO) של אותה דחיסות שטח (LTO) - אבל עבור גיבוי נייח הגרסאות הדומיננטיות הן LFP ו- NMCLFP מציעות גבוהות יותר, בעוד NMC מספקת יתרון אנרגיה גבוה יותר (R) ל- VFD) ל-R (בדרך כלל, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, ל- VFD) גבוה יותר, ל-41-1, ל-41-1, לעומת 2.
החיים ומחזור החיים
תאי LFP מודרניים מדורגים עבור 3,000-5,000 מחזורים ב 80 אחוזים עומק של טעינה (DoD) לפני קיבולת טיפות ל 80 אחוזים של הדירוג המקורי. NMC בדרך כלל להשיג 1,000-2,000 מחזורים. בשירות עומד (מבצע קרקעי), חיי לוח השנה חשובים באותה מידה: סוללות Liion לאבד כ 2–5 אחוזים יכולת בשנה כאשר מאוחסנים ב 25 מעלות צלזיוס ו 50 אחוזים של תשלום נמוך של פעילות גופנית, למרות זאת, למנוע ירידה של סוללה גבוהה יותר (כלומר, 000 C) עם ירידה של תאים משופרים).
דרישות תחזוקה ובדיקה
סוללות ליתיום-יון לעתים קרובות ממוסחרות כ"חופשיות מבטחון" בעוד שזה נכון שהם לא דורשים תוספת תקופתית עם מים או דמי השוויון, הם עושים תלויות ב BMS מתוחכמת לפקח על מתח תאים, טמפרטורות, ונוכח. BMS יכול גם לתקשר עם UPS באמצעות אוטובוס או Modbus, המאפשר אבחון מרחוק ואזהרה מוקדמת של תאומים בפועל, כלומר, פחות מ- LiC דורש ביקורים ידניים, אך פחות מ- Nic דורשות של מערכת עבודה גבוהה יותר מאשר טכנאים.
בטיחות, ריצה תרמית וסיכון
הסגירה המודעת ביותר של ליתיום-יון היא הסיכון של סוללות לנטרל:0acimal RunawaysFLT:1 - אירוע דיסרמיציה שרשרת שיכול לשחרר גזים דלים ולגרום אש.ביישומים של רכב, הסיכון הזה הוא מוגבר על ידי שימוש מכני; במערכות גיבוי של התחנה, ההדקים העיקריים הם מעל תשלום, פנימי קצר-cuit (לעתים קרובות ממכשירים סטנדרטיים של NMC) מטמפרטורה סטנדרטית, לעומת תאים סטנדרטיים סטנדרטיים של דלקים של דלק חשמלי (RIC) או טמפרטורה נמוכה יותר, לעומת תאים סטנדרטיים סטנדרטיים סטנדרטיים של NMC-אווירה, לעומת טמפרטורה נמוכה יותר, לעומת טמפרטורה גבוהה יותר, לעומת טמפרטורה גבוהה יותר, לעומת טמפרטורה גבוהה יותר, לעומת תאים סטנדרטית של דלק סטנדרטית של דלק סטנדרטית של דלק סטנדרטית, לעומת טמפרטורה סטנדרטית של NMC-אווירה סטנדרטית, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת טמפרטורה סטנדרטית, עם תאים סטנדרטית סטנדרטית של דלק נוזלית של NMC-אווירה סטנדרטית של דלק סטנדרטית, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, עם תאים סטנדרטית של דלק חום-אווירה סטנדרטית של NMC-ידי תאים סטנדרטית סטנדרטית
ניתוח עלויות: Upfront vs. Total Cost of Ownership
על בסיס של CWh, סוללה של ליתיום-ברזל עולה בערך 150 $ 350 $, בעוד סוללה ניקל-cadmium (עם יכולת דומה וחיי מחזור) יכול לעלות 200 $- $ 400 מראש, אבל, כי Li-ion מספק יותר אנרגיה נסבלת לנפח ומשקל, העלות המותקנת עבור מערכת שלמה - כולל rack, כבלים, BMS, עמלה, לעתים קרובות יוצא לאור היתרון של מחזור יומי (L) עבור שירות נמוך יותר מ-4%).
טמפרטורה Sרגישות וניהול התרמומלי
תאי Lithium-ion יש טווח תפעול אידיאלי של 15 מעלות צלזיוס עד 35 מעלות צלזיוס מתחת 0 ° C, הטעינה חייבת להיות מוגבלת מאוד כדי למנוע ליתיום plating (אשר לצמיתות נזק את הטבעת) מעל 45 מעלות צלזיוס, ההידרדרות מאיצה. מתקנים רבים גיבוי כוללים ניהול תרמי פעיל - צינורות חימום עבור אקלים קר, חדרים ממוזגים או ממוזגים לסביבות חמות.
ניקל-קדמיום בטיטרי: סוס העבודה המופלא
בנייה ורובוסטנס
תאי ניקל-קרדיום משתמשים באלקטרודה חיובית של ניקל, בניין אלקטרודה שלילי קדמיום, ו אלקטרוליטה תחמוצת אשלגן אלקטרוליטה (המכונה) שלהם (המכונה) או מאונטן (pocket-plate) הבנייה היא מכנית מחוספסת: תאים רגישים יכולים לעמוד בפיצות עמוקה עד 0 V לכל תא ללא נזק חוזר - משהו שיגרום לדלקת ריאות; הם גם כן, לא מזיקה, כלומר, הם עלולים דלקתיים, לא מזיקה, כמו כן, כמו כן, כלומר, הם עלולים, לא מזיקה, כמו כן, הם עלולים, דלקתיים דלקתיים, לא מזיקה, כמו כן, הם עלולים, אם הם עלולים, כמו כן, לחץ דם קשה, כלומר, ולכן, גם כן, לחץ דם תרמי, הם עלולים לעצור, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, דלקת ריאות, לחץ דם תרמיים, לא דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים, הם עלולים לעצור, לא מתאימים, הם עלולים, הם עלולים, לא דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקתיים דלקת
אפקט הזיכרון וכיצד לנהל אותו
מגבלה ידועה של NiCd היא "אפקט הזיכרון" - אובדן קיבולת הפיך המתרחש כאשר הסוללה נטען שוב ושוב לפני ששוחררה במלואה.האפקט נגרם על ידי היווצרות של גבישי קדמיום גדולים על אלקטרודה שלילית. בפועל, מודרני דלקת הלחש-לוח המודרנית בשירות עומד מושפע לעתים רחוקות כי הם מופעלים באופן קבוע במהלך בדיקות, אך ורק זמן קצר לאחר מכן לחץ דם (Spary) על פני תקופה חלקית (Ricial Vouted) של זמן קצר לאחר זמן קצר לאחר מכן, אך ורק לאחר זמן קצר לאחר מכן, לחץ דם (R) הוא יכול להיות מוגבל (R) מוגבל (R.
אתגרים סביבתיים ודיסקולריים
קדימיום הוא מתכת כבדה רעילה המופיעה כחומר מסוכן תחת אמנת באזל.שימושה בסוללות הצרכנים היה מוגבל מאוד באירופה (הדירקטורים של אירופה) ומדינות רבות בארה"ב. עם זאת, סוללות תעשייתיות של NiCd לגיבוי נייח עדיין מותרות כאשר מחזור של תשתיות בעלות עלות מלאה של 50 ק"מ (כלומר, תהליך ההחזרות הכוללות הכוללות של הקרום (שומיים בסוללות חדשות) ניקל (אשר עומד כיום עלות נמוכות יותר מגובה עלות) בהשוואה להורדת סוללות נוזליות סביבתיות (כלומר, מחיר נמוך יותר מגובה של מים).
הכחשת אנרגיה, משקל וקונסטרינטים בחלל
עם צפיפות אנרגיה טיפוסית של 45–55 Wh / ק"ג, בנק ניקוד עבור 500 kVA UPS יכול לשקול כמה טון ולכבוש חדר של 20-30 מ"ר.הקיבולת של LFP ליתיום -יון לשקול בערך שליש ותופס בערך שליש אחד ותופס בערך חמישי אחד-fifth האזור. עבור מרכזי נתונים באזורים עירוניים צפופים שבו נדל"ן הוא יקר, חיסכון חלל לעתים קרובות להצדיק את המעבר לטמפרטורה גבוהה יותר, כמו גם אזורי סחר חזק, כמו קיבולת גבוהה יותר, כמו קיבולת גבוהה יותר, כמו קיבולת גבוהה יותר, כמו קיבולת גבוהה יותר, כמו קיבולת גבוהה יותר של שטח.
השוואה בין ראש ל-Head: Key Decision קריטריה
חיי מחזור ורמת היטל
סוללות NiCd יכול להשיג 2,000-3,000 מחזורים ב 80% DoD, אבל היתרון האמיתי שלהם מופיע ב DoD גבוה: הם יכולים להיות משוחררים ל-100% באופן שגרתי. Li-ion, במיוחד LFP, גם ביצועים טובים ב 80% DoD אבל בדרך כלל צריך BMS כדי להימנע מפרשות עמוקות מתחת 2.5 V לתא. ביישומים הדורשים אופניים קצרות (למשל, היברידית ב off-95) אבל לעתים קרובות יותר מאשר כימאיים גבוהים יותר (בסולקים) לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, עלות סולמותרפיון בינוניים גבוהים יותר (4%) גבוה יותר (4%) בהשוואה ליעילותם) נמוך יותר (4%) בהשוואה ליעילותם גבוהה יותר (LFP) בהשוואה ליעילותורידיום השמש (pfront-95 אחוזים) בהשוואה ליעילות גבוהה יותר) בהשוואה ליעילותוריד (p) בהשוואה ליעילות גבוהה יותר) בהשוואה ליעילות גבוהה יותר (pfly למעלה) בהשוואה ל-95
שיעור טעינה עצמית
תאי Lithium-ion טוענים כי כ-2-5 אחוזים בחודש בטמפרטורת החדר. NiCd self-discharges בקצב גבוה יותר - כ 10-20% בחודש בתנאים דומים. במערכות של עמידה שבו הסוללה עשויה לשבת idle במשך חודשים רבים, Li-ion שומרת על מצב גבוה יותר של תשלום ללא צורך מטען עליון, צמצום הסיכון כי הסוללה עשויה לשבת באופן חלקי כאשר היא מסולחת כוח.
טווח טמפרטורה
| Parameter | Lithium‑ion (LFP) | NiCd |
|---|---|---|
| Charge temperature | 0–45 °C | –20 to 50 °C |
| Discharge temperature | –20 to 60 °C | –40 to 60 °C |
| Storage (recommended) | –20 to 25 °C, 50 % SoC | –20 to 30 °C, full charge |
עבור סביבות קרות קיצוניות, NiCd דורש לא חימום - יתרון תפעולי גדול עבור אתרי תקשורת מרחוק. עבור אקלים חם, Li-ion עשוי צריך מיזוג אוויר, הוספת עלויות אנרגיה, בעוד NiCd יכול לסבול טמפרטורות גבוהות יותר ללא הזדקנות מואצת.
המלצות ספציפיות
מרכזי נתונים ותשתית IT
מרכזי נתונים של היפרקליום ומיקום כמעט רק לציין סוללות ליתיום-יון UPS.הנהגים העיקריים הם חיסכון בחלל (אשר ישירות מורידים את העלות של מדינת אמת), בעלות נמוכה יותר של בעלות מעל 10 שנים, והתאמה עם פלטפורמות BMS חכמות המשלבות עם מערכות ניטור של המתקן.המשקל הגבוה יותר של NiCd ידרוש רצפות מחזקות בסביבות קרקעיות.
מגדלי תקשורת ובמקומות מרוחקים
מפעילי טלקום פועלים לעתים קרובות באקלים קיצוני - מפסגות הרים ארקטי לאזורים המדבריים כאן, NiCd נשאר מתחרה חזק כי זה יכול להיות פרוס ללא ניהול תרמי. . ETSI) עדיין רשימה NiCd כמו כימיה הבסיס עבור אתרים בחוץ.עם זאת, עם דחיפה לעבר מגדלי השמש, ליומיון (במיוחד LTO) הוא יכול להתמודד עם בעיות זיכרון יומיות.
מערכות רפואיות וחירום
בתי חולים דורשים כוח גיבוי עבור ציוד תמיכה בחיים, ואת הסוללות חייב להיות אמין מאוד. NiCd יש תיעוד מסלול ארוך כאן בשל החוסן והסובלנות שלה למילוי מלא.עם זאת, עיצובים חדשים יותר בית חולים לציין ליתיום - בגלל טביעת הרגל הקטנה שלה (חשוב בחדרים חשמליים צפופים) ועומס תחזוקה נמוך יותר.בטיחות הטיפול מטופלת על ידי דיור בבנקים בקבינטות נפרדות מאזורים של חולים.
נפט ונפט; גז
בזיקוק, קידוחים, וצמחים כימיים, סוללות NiCd הן תקן דה פקטו כי הם יכולים לפעול בטמפרטורות מסובכות כי יצוק סוללה ליתיום-יון.הם גם לסבול רטטים, לחות גבוהה, ועומסים מזדמנים מדי פעם.המשקל גבוה ויעילות נמוכה יותר הם משניים לאמינות בסביבה מסוכנת.
מסקנה: איך לבחור
אין כימיה סוללה אחת שולטת בכל יישום גיבוי.ההחלטה מגיעה להערכה יסודית של הסביבה התפעולית, מגבלות טביעת הרגל, עלות כוללת של בעלות, וכישרון תחזוקה זמין.
- בחר (FLT:0 lithium-ion (LFP או NMCrea) 1FLT:1 כאשר שטח הרצפה מוגבל, בקרת האקלים קיים, אתה יכול להשקיע BMS, והמערכת תעבור לפחות כמה פעמים בחודש.
- בחר את ה-FLT:0 ניקה-קדמיום 1 (אנ') כאשר הסוללה תפורז בטמפרטורות קיצוניות, בכפוף להתעללות כבדה, ממחזור באופן לא סדיר, או נדרש להישאר במצב מלא של תשלום לתקופות ארוכות.
שתי הטכנולוגיות ממשיכות להתפתח.עלויות הסימון של ליתיום עדיין יורדות, ותוספים אלקטרוליטיים חדשים משפרים את יציבותה של הנדסת זמן גבוהה.היצרנים של NCd משלבים אלקטרוניקה מודרנית כדי לסגור את הפער בידידות למשתמש.על ידי הישארות מעודכן לגבי ההתפתחויות הללו והתייעצות:0Battery UniversityFLT 1 עבור נתונים עצמאיים, FLT2 הנחיות EPA על מנת לקבל ערך כפול: 7.