Weran Solar Weran Solar Weran Solar Weran Solar Weran Solar Weran Solar Weran Solar Weran Solar Weran Solar Weran Solar Weran Solar Weran Solar Weran Solar Weran Solar Weran Solar Weran Solar

ข่าวอุตสาหกรรม

บ้าน / ข่าว / ข่าวอุตสาหกรรม / เหตุใดแบตเตอรี่ลิเธียมรอบลึกจึงเข้ามาแทนที่ระบบกรดตะกั่วที่บ้าน
ข่าวอุตสาหกรรม

เหตุใดแบตเตอรี่ลิเธียมรอบลึกจึงเข้ามาแทนที่ระบบกรดตะกั่วที่บ้าน

การจัดเก็บพลังงานในบ้าน

การเปลี่ยนแปลงสู่การจัดเก็บพลังงานที่อยู่อาศัยสมัยใหม่

เจ้าของบ้านที่ติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานสำรองเมื่อทศวรรษที่แล้วกำลังเผชิญกับจุดตัดสินใจที่คุ้นเคย: แบตเตอรีตะกั่วกรดใกล้จะหมดอายุการใช้งานและจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ แทนที่จะซื้อสารเคมีชนิดเดียวกันอีกชุดหนึ่ง สารเคมีเหล่านี้จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ เปลี่ยนมาใช้ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า LiFePO4 การเปลี่ยนแปลงนี้ไม่ได้เกิดจากแนวโน้มทางการตลาด ขึ้นอยู่กับว่าแบตเตอรี่แต่ละประเภทมีประสิทธิภาพอย่างไรตลอดระยะเวลาหลายปีของการปั่นจักรยานในแต่ละวัน ปริมาณความจุที่ใช้งานได้จริง และความต้องการความสนใจมากน้อยเพียงใด

การทำงานที่มีความน่าเชื่อถือ ผู้จำหน่ายระบบจัดเก็บพลังงานที่อยู่อาศัย ได้กลายเป็นจุดเริ่มต้นที่เป็นประโยชน์สำหรับเจ้าของบ้านในการเปรียบเทียบสารเคมี เนื่องจากการออกแบบระบบ ความเข้ากันได้ของอินเวอร์เตอร์ และข้อมูลจำเพาะของแบตเตอรี่ ล้วนจำเป็นต้องทำงานร่วมกัน แทนที่จะถูกเลือกแยกกัน

Residential energy storage battery series installed in a home system

บทความนี้จะแจกแจงรายละเอียดความแตกต่างทางเทคนิคระหว่างแบตเตอรี่รอบลึกตะกั่วกรดและลิเธียม ความแตกต่างเหล่านั้นมีความหมายต่อการใช้งานในแต่ละวัน และวิธีการประเมินว่าตัวเลือกใดที่เหมาะกับการตั้งค่าภายในบ้านโดยเฉพาะ

แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดปิดผนึกทำงานอย่างไรในระบบภายในบ้าน

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบปิดผนึก รวมถึงรุ่น AGM และเจล เป็นตัวเลือกเริ่มต้นสำหรับระบบไฟฟ้านอกกริดและระบบไฟฟ้าสำรองมานานหลายทศวรรษ การออกแบบภายในใช้แผ่นตะกั่วที่จุ่มลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ โดยปิดผนึกเพื่อป้องกันการหก และลดความจำเป็นในการเติมน้ำ เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบน้ำท่วมรุ่นเก่า

ลักษณะการดำเนินงานที่สำคัญ

  • โดยทั่วไปความลึกของการคายประจุที่แนะนำจะอยู่ระหว่าง 40 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์เพื่อรักษาอายุการใช้งาน
  • ประสิทธิภาพลดลงอย่างเห็นได้ชัดในอุณหภูมิเย็นต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง
  • การชาร์จจะต้องเป็นไปตามโปรไฟล์หลายขั้นตอนที่เข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดซัลเฟต
  • จำเป็นต้องมีพื้นที่ระบายอากาศแม้สำหรับการออกแบบที่ปิดสนิทเนื่องจากการระบายก๊าซภายใต้ความเครียด

เนื่องจากเคมีกรดตะกั่วจะลดลงเร็วขึ้นเมื่อมีการคายประจุต่ำกว่าความจุครึ่งหนึ่งเป็นประจำ เจ้าของบ้านจึงมักจะเพิ่มขนาดแบตเตอรีแบตเตอรีมากเกินไปเพียงเพื่อปกป้องรันไทม์ที่ใช้งานได้ ซึ่งจะเพิ่มพื้นที่ล่วงหน้าและความต้องการด้านต้นทุนเกินกว่าที่โหลดต้องการจริง

ธนาคารกรดตะกั่วที่มีขนาดสำหรับการใช้งานรายวันที่ความลึก 50 เปอร์เซ็นต์ของการปล่อยออกอย่างมีประสิทธิภาพสามารถให้กำลังการผลิตพิกัดเพียงครึ่งหนึ่งบนพื้นฐานที่สอดคล้องกัน

อธิบายเทคโนโลยี LiFePO4 วงจรดีพ

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตใช้เคมีแคโทดที่แตกต่างจากเซลล์ลิเธียมไอออนที่พบในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ LiFePO4 มีคุณค่าในการจัดเก็บแบบอยู่กับที่ เนื่องจากมีเสถียรภาพทางความร้อนและอายุการใช้งานยาวนาน แทนที่จะเป็นความหนาแน่นของพลังงานสูงสุด ซึ่งทำให้เหมาะกับแบตเตอรี่สำรองในบ้านที่คงอยู่นานหลายปี

Deep cycle LiFePO4 battery module for home energy storage

LiFePO4 ทุกแพ็คที่ใช้สำหรับการจัดเก็บในบ้านจะจับคู่กับระบบการจัดการแบตเตอรี่หรือ BMS ซึ่งจะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ และกระแสไฟฟ้าของเซลล์แต่ละเซลล์แบบเรียลไทม์ นี่คือสิ่งที่ช่วยให้แบตเตอรี่คายประจุได้ลึกกว่ากรดตะกั่วโดยไม่ทำให้อายุการใช้งานสั้นลง และยังช่วยป้องกันปัญหาการประจุไฟเกิน การคายประจุเกิน และปัญหาความร้อน ก่อนที่จะกลายเป็นข้อกังวลด้านความปลอดภัย

เจ้าของบ้านจัดหาเซลล์จากบริษัทที่จัดตั้งขึ้น ผู้จำหน่ายแบตเตอรี่ LiFePO4 รอบลึก โดยทั่วไปสามารถคาดหวังความลึกของการปล่อยประจุที่ใช้งานได้ในช่วง 90 ถึง 100 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากเคมีไม่ได้รับการย่อยสลายแบบเร่งเช่นเดียวกับประสบการณ์ของกรดตะกั่วในระดับการปล่อยที่สูง

ทำไมเคมีของเหล็กฟอสเฟตจึงมีความสำคัญ

เมื่อเปรียบเทียบกับเคมีภัณฑ์ลิเธียมอื่นๆ LiFePO4 มีขีดจำกัดการหนีความร้อนที่สูงกว่า ซึ่งหมายความว่าสามารถทนต่อการอัดประจุมากเกินไป ความเครียดทางกายภาพ และอุณหภูมิที่สูงขึ้นพร้อมขอบเขตความปลอดภัยที่กว้างกว่า นี่คือเหตุผลหนึ่งที่มันกลายเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับการจัดเก็บในบ้านแบบอยู่กับที่ แทนที่จะเป็นการใช้งานที่น้ำหนักและปริมาตรเป็นข้อจำกัดหลัก เช่น ยานพาหนะไฟฟ้า

ลิเธียมกับกรดตะกั่ว: การเปรียบเทียบทางเทคนิคแบบเคียงข้างกัน

ตารางด้านล่างสรุปความแตกต่างในทางปฏิบัติที่เจ้าของบ้านพบเมื่อเปรียบเทียบเคมีทั้งสองชนิดภายใต้สภาพการใช้งานทั่วไปในที่อยู่อาศัย

คุณสมบัติ กรดตะกั่ว (AGM/เจล) LiFePO4 ลิเธียม
ความลึกของการคายประจุที่ใช้งานได้ 40-50 เปอร์เซ็นต์ 90-100 เปอร์เซ็นต์
วงจรชีวิตทั่วไป 300-600 รอบ 3,500-6,000 รอบ
ประสิทธิภาพไป-กลับ 75-85 เปอร์เซ็นต์ 95-99 เปอร์เซ็นต์
น้ำหนักสำหรับความจุที่เท่ากัน สูง ประมาณหนึ่งในสามถึงครึ่งหนึ่ง
เวลาชาร์จ ต้องใช้หลายขั้นตอนอย่างช้าๆ รวดเร็วและมีความสามารถในขั้นตอนเดียว
ประสิทธิภาพสภาพอากาศหนาวเย็น การสูญเสียกำลังการผลิตอย่างมีนัยสำคัญ มีเสถียรภาพด้วยตัวเลือกการทำความร้อนภายใน
การบำรุงรักษาตามปกติ ปกติ น้อยที่สุด
อายุการใช้งานที่คาดหวัง 3-6 ปี 10-15 ปีหรือมากกว่า

วงจรชีวิตโดยสรุป

แผนภูมิด้านล่างแสดงให้เห็นถึงช่องว่างในวงจรอายุการใช้งานที่ความลึกของการปล่อยประจุในการทำงานโดยทั่วไป ซึ่งเป็นปัจจัยเดียวที่ใหญ่ที่สุดที่ผลักดันต้นทุนการเปลี่ยนในระยะยาว

500 กรดตะกั่ว 5,000 LiFePO4 การเปรียบเทียบอายุการใช้งานโดยประมาณ

ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ: ราคาจ่ายล่วงหน้าเทียบกับมูลค่าระยะยาว

แบตเตอรี่ลิเธียมมีราคาซื้อสูงกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่มีความจุพิกัดใกล้เคียงกัน เมื่อประเมินเฉพาะต้นทุนรายวันเท่านั้น กรดตะกั่วจะมีราคาถูกกว่า เมื่อประเมินในช่วงระยะเวลาการเป็นเจ้าของ 15 ปี ผลลัพธ์มักจะกลับกัน

กรดตะกั่ว Over 15 Years

ธนาคารกรดตะกั่วที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับอายุการใช้งาน 4-6 ปี โดยทั่วไปจะต้องเปลี่ยนสองถึงสามครั้งภายในระยะเวลา 15 ปี และกำลังการผลิตที่ใช้ได้จะต้องมีขนาดใหญ่เกินไปตั้งแต่เริ่มต้นจนถึงขีดจำกัดการปล่อย 50 เปอร์เซ็นต์

ลิเธียมมากกว่า 15 ปี

LiFePO4 แบงค์ที่มีขนาดเหมาะสมซึ่งได้รับการจัดอันดับเป็นเวลา 10-15 ปี มักจะต้องมีการเปลี่ยนศูนย์หรือเปลี่ยนใหม่หนึ่งครั้งในช่วงเวลาเดียวกัน ขณะเดียวกันก็ส่งมอบกำลังการผลิตที่ใกล้เคียงกับพิกัดเต็มทุกรอบ

เมื่อคำนวณต้นทุนต่อรอบการใช้งานแทนที่จะเป็นต่อหน่วยของกำลังการผลิตล่วงหน้า ลิเธียมจะลดลงอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากการรวมกันของการคายประจุที่ลึกกว่าและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นจะกระจายต้นทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นไปยังพลังงานที่ใช้งานได้มากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป

การบำรุงรักษาแบตเตอรี่จะเป็นอย่างไรหลังจากสวิตช์

ปริมาณงานบำรุงรักษาเป็นหนึ่งในความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดที่เจ้าของบ้านรายงานหลังจากเปลี่ยนเคมี

งานที่ระบบตะกั่ว-กรดต้องการ

  • การชาร์จการปรับสมดุลเป็นระยะเพื่อป้องกันการแบ่งชั้น
  • การตรวจสอบขั้วและการทำความสะอาดการกัดกร่อน
  • การตรวจสอบสถานะการชาร์จเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายจากการคายประจุลึก
  • การตรวจสอบการระบายอากาศเนื่องจากการระบายก๊าซระหว่างการชาร์จ
  • การรดน้ำสำหรับพันธุ์ที่มีน้ำท่วม แต่ไม่ใช่สำหรับ AGM หรือประเภทเจลที่ปิดสนิท

งานที่ระบบ LiFePO4 ยังคงต้องการ

  • การตรวจสอบเฟิร์มแวร์หรือซอฟต์แวร์ BMS เป็นครั้งคราว
  • การตรวจสอบเปลือกหุ้มและการเชื่อมต่อสายไฟด้วยสายตา
  • การตรวจสอบแรงบิดในการเชื่อมต่อระหว่างการตรวจสอบระบบตามกำหนดเวลา

การลดการบำรุงรักษาไม่ได้เป็นเพราะแบตเตอรี่ลิเธียมไม่ต้องบำรุงรักษา แต่เนื่องจาก BMS ทำให้งานการตรวจสอบเป็นไปโดยอัตโนมัติ ซึ่งเจ้าของบ้านจะต้องดำเนินการด้วยตนเองกับธนาคารกรดตะกั่ว

วิธีเลือกระบบแบตเตอรี่ที่เหมาะสมสำหรับบ้านของคุณ

การเลือกระหว่างสารเคมีควรเริ่มต้นด้วยข้อมูลการโหลดจริง แทนที่จะใช้งบประมาณเพียงอย่างเดียว ขั้นตอนด้านล่างนี้สรุปลำดับการตัดสินใจเชิงปฏิบัติ

ประมาณการการใช้ kWh รายวัน กำหนดระยะเวลาการสำรองข้อมูลที่ต้องการ ตรวจสอบพื้นที่ติดตั้งที่มีอยู่ จับคู่เคมีให้ตรงกับเป้าหมายด้านงบประมาณและอายุการใช้งาน

ข้อควรพิจารณาในทางปฏิบัติ

ปัจจัย ชอบกรดตะกั่ว โปรดปรานลิเธียม
งบประมาณล่วงหน้ามีจำกัด การใช้งานระยะสั้น ใช่ ไม่
พื้นที่ติดตั้งแน่นหนา ไม่ ใช่
ปั่นจักรยานลึกบ่อยๆ ใช้แสงอาทิตย์ทุกวัน ไม่ ใช่
การติดตั้งระบบปรับอากาศเย็น ไม่ ใช่
น้อยที่สุด ongoing maintenance desired ไม่ ใช่

เจ้าของบ้านที่วางแผนการลงทุนด้านพลังงานแสงอาทิตย์หรือสำรองในระยะยาวมักจะปรึกษากับ ผู้จำหน่ายที่เก็บพลังงาน ในช่วงต้นของขั้นตอนการวางแผน เพื่อให้สามารถประเมินขนาดของแบตเตอรี่ การจับคู่อินเวอร์เตอร์ และการหมุนเวียนรายวันที่คาดหวังร่วมกัน แทนที่จะทำการตัดสินใจแยกกันหลังการติดตั้ง

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: สามารถเปลี่ยนแบตเตอรีแบตเตอรีตะกั่วกรดเป็นลิเธียมได้โดยตรงโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ หรือไม่

ในกรณีส่วนใหญ่ สามารถเปลี่ยนแบตเตอรีแบงก์ได้ แต่โดยปกติแล้วการตั้งค่าตัวควบคุมการชาร์จและอินเวอร์เตอร์จะต้องได้รับการกำหนดค่าใหม่เพื่อให้ตรงกับแรงดันไฟฟ้า LiFePO4 และพารามิเตอร์การชาร์จ เนื่องจากโปรไฟล์การชาร์จกรดตะกั่วไม่เหมาะสำหรับเซลล์ลิเธียม

คำถามที่ 2: อายุการใช้งานแบตเตอรี่ตะกั่วกรดจะสั้นลงเท่าใดหากคายประจุเกิน 50 เปอร์เซ็นต์เป็นประจำ

การคายประจุแบตเตอรี่ตะกั่วกรดต่ำกว่าเกณฑ์ที่แนะนำ 50 เปอร์เซ็นต์เป็นประจำเป็นประจำจะช่วยเร่งการเสื่อมสภาพของเพลต และลดอายุการใช้งานโดยรวมได้อย่างมากเมื่อเทียบกับการอยู่ในช่วงที่แนะนำ

คำถามที่ 3: แบตเตอรี่ลิเธียมจำเป็นต้องมีพื้นที่ควบคุมอุณหภูมิหรือไม่?

แบตเตอรี่ LiFePO4 ทนต่อช่วงอุณหภูมิที่กว้างกว่ากรดตะกั่ว และหน่วยที่อยู่อาศัยจำนวนมากมีองค์ประกอบความร้อนภายในสำหรับการชาร์จในสภาวะเย็น แม้ว่าควรหลีกเลี่ยงความร้อนจัดสำหรับสารเคมีใดๆ ในแบตเตอรี่ก็ตาม

คำถามที่ 4: การกำหนดขนาดระบบลิเธียมเหมือนกับการกำหนดขนาดระบบกรดตะกั่วหรือไม่

ไม่ เนื่องจากลิเธียมช่วยให้มีความลึกในการคายประจุที่ใช้งานได้สูงกว่ามาก พิกัดความจุที่น้อยกว่าจึงสามารถส่งพลังงานที่ใช้งานได้เหมือนกับธนาคารกรดตะกั่วที่ใหญ่กว่า ซึ่งมักจะลดปริมาณการปล่อยทางกายภาพที่จำเป็นสำหรับภาระงานในแต่ละวันเท่าเดิม

คำถามที่ 5: อะไรคือปัจจัยที่ใหญ่ที่สุดในต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของระหว่างสองเคมีภัณฑ์?

อายุการใช้งานของวงจรรวมกับความลึกของการคายประจุที่ใช้งานได้เป็นปัจจัยหลัก เนื่องจากเป็นตัวกำหนดความถี่ที่แบตเตอรีแบตจำเป็นต้องเปลี่ยน และจำนวนความจุที่กำหนดที่สามารถใช้งานได้จริงในแต่ละวัน