Pin mặt trời so với pin lithium: Cách chọn giải pháp lưu trữ năng lượng phù hợp

Giới thiệu.

Thuật ngữ pin mặt trời so với pin lithium kết hợp hai câu hỏi mua hàng khác nhau. Một máy biến tần năng lượng mặt trời pin được định nghĩa theo chức năng của nó: lưu trữ năng lượng từ hệ thống quang điện để sử dụng sau. Một pin lithium được định nghĩa theo cách thức lưu trữ năng lượng đó : thông qua công nghệ điện hóa dựa trên lithium. Một đơn vị LiFePO4 được lắp đặt phía sau bộ biến tần năng lượng mặt trời do đó cả hai pin lithium và pin mặt trời.

Sự so sánh mà các nhóm mua sắm thực sự cần là giữa các công nghệ pin được sử dụng trong các dự án năng lượng mặt trời. Thường thì là so sánh axit chì bị ngập, AGM, gel và các sản phẩm dựa trên lithium so với hồ sơ hoạt động của các trang web. Bên phải. lựa chọn phụ thuộc vào việc đi xe đạp hàng ngày, sử dụng e năng lượng, nhu cầu điện, tiếp cận bảo trì, không gian lắp đặt, nhiệt độ, thời gian dự kiến của dự án, và chi phí thời gian ngừng hoạt động.

Đối với các nhà lắp đặt và tích hợp hệ thống ors, vấn đề là rủi ro tích hợp. Đối với nhà phân phối, đó là phạm vi sản phẩm, khả năng bảo trì và rủi ro bảo hành. Đối với người mua thương mại, đó là chi phí sở hữu toàn bộ thay vì giá mua ban đầu. bài viết này trình bày rõ lý luận ra quyết định cần thiết để so sánh các công nghệ mà không coi bất kỳ loại hóa học pin nào là lời giải tự động cho mọi trường hợp. dự án.

__________________________________________________________________________________________________

Pin mặt trời là gì? ry?

Pin mặt trời là một loại pin có thể sạc lại, dùng để lưu trữ điện năng do dàn quang điện tạo ra. Thuật ngữ này mô tả ứng dụng, chứ không chỉ định một loại hóa học cụ thể. Một pin mặt trời có thể là pin chì-axit dạng ngập nước, pin AGM, pin gel, pin lithium-ion, pin LiFePO4 hoặc một công nghệ lưu trữ khác, miễn là nó được tích hợp vào hệ thống sạc từ nguồn phát điện mặt trời và xả điện vào tải một chiều (DC) hoặc xoay chiều (AC). trong thực tế triển khai dự án, pin đảm nhiệm ba chức năng. Nó dịch chuyển năng lượng mặt trời từ thời điểm sản xuất sang thời điểm tiêu thụ, hỗ trợ tải khi công suất đầu ra của pin quang điện giảm và cung cấp dự trữ năng lượng cho các tình huống mất điện hoặc vận hành ở khu vực xa xôi.

Theo thuật ngữ dự án thực tế, pin thực hiện ba nhiệm vụ. Nó chuyển năng lượng mặt trời từ thời điểm sản xuất sang thời điểm tiêu thụ, hỗ trợ tải khi đầu ra PV suy giảm và cung cấp dự trữ năng lượng cho các sự cố mất điện hoặc vận hành ở vùng sâu vùng xa. bộ pin dự trữ không hoạt động độc lập. Hiệu suất của nó phụ thuộc vào việc phát điện từ pin mặt trời (PV), điều khiển sạc, hành vi của bộ biến tần, quản lý tải, dây cáp, bảo vệ và môi trường lắp đặt.

Do đó, một dự án pin nên bắt đầu bằng một câu hỏi vận hành: lượng năng lượng nào phải sẵn có, trong bao lâu, ở công suất nào và trong điều kiện thời tiết hoặc lưới điện nào? Thảo luận về hóa học được thực hiện sau khi câu hỏi này đã được xác định rõ.

__________________________________________________________________________________________________

Pin lithium là gì?

Một pin lithium là loại pin có thể sạc lại, sử dụng các vật liệu dựa trên lithium để lưu trữ và giải phóng năng lượng. Thuật ngữ này bao gồm nhiều loại hóa học khác nhau, mỗi loại có những điểm cân bằng riêng về mật độ năng lượng, hành vi chu kỳ, chi phí, đặc tính nhiệt và công suất. khả năng. Đối với lưu trữ năng lượng mặt trời cố định, lithium sắt phốt phát—LiFePO4 hoặc LFP—được sử dụng rộng rãi vì nó phù hợp tốt với việc sạc/xả thường xuyên, dung lượng sử dụng vừa đến cao và vận hành ít bảo trì.

Trong một đặc tả dự án, nhãn hóa học không đủ. Một giải pháp pin khả dụng bao gồm các tế bào pin, các kết nối giữa các tế bào, hệ thống quản lý pin (BMS), đầu cực, vỏ bọc, thiết kế tản nhiệt, giao diện truyền thông, giới hạn sạc được phê duyệt và tài liệu mô tả hành vi khi xảy ra lỗi. Hệ thống quản lý pin (BMS) đặc biệt quan trọng vì nó giám sát điện áp, dòng điện, nhiệt độ và trạng thái sạc, sau đó áp dụng các giới hạn bảo vệ khi điều kiện vận hành vượt ngoài phạm vi được phê duyệt.

Các sản phẩm lithium xuất hiện trong hệ thống lưu trữ dân dụng, nhà ở ngoài lưới điện, xe nhà di động (RV), trạm viễn thông, hệ thống dự phòng thương mại và lưới điện vi mô. Độ phù hợp của chúng phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể. Một pin nhỏ gọn có thể thích hợp cho thiết bị di động nhưng lại không phù hợp với cơ sở thương mại yêu cầu công suất cao. Một pin dạng giá đỡ có thể hoạt động tốt trong phòng thiết bị nhưng lại không vừa vặn với lắp đặt ngoài trời chịu rung động nếu thiếu vỏ bọc và thiết kế gắn kết phù hợp.

Để có nền tảng kỹ thuật về công nghệ pin lithium, xem [Pin lithium là gì? ] .

__________________________________________________________________________________________________

Pin mặt trời so với pin lithium: Không hiểu rõ sự khác biệt

Sự khác biệt rõ ràng nhất là như sau:

1. Pin năng lượng mặt trời là một loại ứng dụng. Nó lưu trữ điện được tạo ra từ năng lượng mặt trời.
2. Pin lithium là một loại công nghệ. Nó lưu trữ năng lượng thông qua phản ứng hóa học dựa trên lithium.

Điều này có nghĩa hai thuật ngữ này không phải là lựa chọn thay thế trực tiếp cho nhau. Một pin năng lượng mặt trời có thể sử dụng công nghệ chì-axit, AGM, gel hoặc lithium. một pin lithium có thể được dùng trong hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời, nhưng cũng có thể được dùng trong phương tiện giao thông, viễn thông, thiết bị di động hoặc các ứng dụng dự phòng công nghiệp.

Sự khác biệt này thay đổi cách người mua nên đánh giá nhà cung cấp. Yêu cầu về một “pin năng lượng mặt trời” là chưa đầy đủ cho đến khi người mua xác định dung lượng, điện áp, công suất, môi trường, thiết bị sạc, mô hình bảo trì và tuổi thọ thiết kế . Yêu cầu về một ‘pin lithium’ cũng chưa đầy đủ cho đến khi người mua giải thích ứng dụng. Việc lựa chọn sản phẩm cần chuyển đổi cả hai thuật ngữ thành các yêu cầu dự án.

__________________________________________________________________________________________________

So sánh các công nghệ pin mặt trời

Các sản phẩm lưu trữ truyền thống như chì-axit, AGM, gel và dựa trên lithium đều có thể sử dụng trong ứng dụng năng lượng mặt trời. Sự khác biệt thực tế của chúng trở nên rõ ràng khi chúng chịu tác động từ việc xả-sạc hàng ngày, sạc mặt trời không đầy đủ, nhiệt độ cao, không gian lắp đặt hạn chế hoặc khả năng tiếp cận để bảo trì bị giới hạn.

Pin chì-axit hở vẫn quen thuộc với nhiều kỹ thuật viên lắp đặt. Loại pin này có thể có giá mua thấp hơn và đã có quy trình dịch vụ được thiết lập. Tuy nhiên, những hạn chế của nó bao gồm trọng lượng lớn, nhu cầu thông gió, bảo trì định kỳ, độ sâu xả sử dụng thấp hơn khi yêu cầu tuổi thọ dài và thời gian sạc lại kéo dài khi gần đạt dung lượng tối đa.

AGM là dạng chì-axit kín. Loại này loại bỏ nhu cầu bổ sung điện phân và có thể hữu ích trong một số ứng dụng dự phòng, xe RV và hàng hải các ứng dụng. Thiết bị vẫn yêu cầu hồ sơ sạc chính xác và chịu các hạn chế vốn có về trọng lượng cũng như số chu kỳ của công nghệ ắc quy chì-axit khi xả sâu thường xuyên.

Ắc quy gel sử dụng chất điện phân dạng gel và cũng được niêm phong kín. Chúng có thể phù hợp với một số ứng dụng nhất định nếu các yêu cầu sạc của chúng được hiểu rõ. Hành vi sạc của chúng có thể ít khoan dung hơn khi bộ điều khiển được cấu hình sai, và tốc độ chấp nhận dòng sạc có thể làm hạn chế khả năng tái nạp năng lượng mặt trời trong một số hệ thống.

Các sản phẩm lithium và LiFePO4 nói chung cung cấp năng lượng sử dụng được cao hơn, khả năng chấp nhận dòng sạc mạnh hơn và bảo trì định kỳ thấp hơn cho các dự án thường xuyên thực hiện chu kỳ sạc-xả. Những lợi ích này cần được cân nhắc kỹ lưỡng so với chi phí ban đầu cao hơn, tính tương thích linh kiện, hành vi của hệ thống quản lý pin (BMS), hỗ trợ cung ứng và chính sách mở rộng. tính tương thích linh kiện, hành vi của hệ thống quản lý pin (BMS), hỗ trợ cung ứng và chính sách mở rộng.

Đây là các so sánh định hướng, không thay thế cho bảng dữ liệu cụ thể theo từng mẫu. Tuổi thọ theo thời gian thực và tuổi thọ chu kỳ là liên quan nhưng không giống nhau: một cụm pin dự phòng ít sử dụng chủ yếu lão hóa theo thời gian, trong khi một cụm pin dùng hàng ngày để dịch chuyển năng lượng mặt trời chịu ảnh hưởng mạnh hơn bởi hồ sơ chu kỳ của nó. tuổi thọ chu kỳ phụ thuộc vào độ sâu xả, tốc độ sạc và xả, nhiệt độ cũng như định nghĩa về dung lượng cuối đời. Đánh giá mua sắm nên so sánh các sản phẩm dưới cùng điều kiện thử nghiệm thay vì so sánh các thông số nổi bật từ các bảng dữ liệu khác nhau.

__________________________________________________________________________________________________

Tại sao Pin Lithium Đang trở nên phổ biến cho lưu trữ năng lượng mặt trời

Lưu trữ năng lượng mặt trời đã vượt xa chức năng dự phòng thỉnh thoảng. Nhiều dự án hiện nay sử dụng pin mỗi ngày để dịch chuyển năng lượng vào buổi tối, giảm hoạt động máy phát điện, hỗ trợ tải ở khu vực xa xôi hoặc quản lý các ràng buộc lưới điện. Chu kỳ vận hành này làm thay đổi tiêu chí lựa chọn.

Sạc và xả thường xuyên. Một pin trong ứng dụng năng lượng mặt trời hàng ngày phải có khả năng tiếp nhận năng lượng trong khoảng thời gian PV khả dụng và trả lại năng lượng đó sau đó mà không gây tổn thất vận hành quá mức. LiFePO4 thường được cân nhắc vì loại pin này có thể chịu được nhiều lần các chu kỳ khi dòng điện, nhiệt độ và độ sâu xả được giữ trong giới hạn được phê duyệt. Lợi thế thực tiễn không nằm ở số chu kỳ riêng lẻ; mà nằm ở khả năng thiết kế dựa trên quy trình vận hành hàng ngày có thể dự đoán được.

Khả năng tiếp cận bảo trì bị hạn chế. Một địa điểm từ xa có thể khiến việc bảo dưỡng pin định kỳ trở nên tốn kém. Pin chì-axit kiểu ngập nước có thể khả thi tại những nơi đã lên kế hoạch thăm viếng định kỳ và nhân viên vận hành có thể duy trì yêu cầu về điện phân và thông gió. Tại những nơi thăm viếng hiếm khi xảy ra, gánh nặng bảo trì trở thành vấn đề thương mại. Giá trị của việc giảm bảo trì định kỳ có thể rất đáng kể đối với các trạm viễn thông, cơ sở thương mại vùng nông thôn, trang trại và danh mục bất động sản dân dụng phân tán.

Nhu cầu năng lượng sử dụng cao hơn. Khi tải hộ gia đình, thiết bị làm lạnh, thiết bị viễn thông, bơm và bộ biến tần các thiết bị trở nên phổ biến hơn, người mua cần nhiều kWh sử dụng được hơn trong một diện tích xác định. Một loại hóa chất cho phép khai thác phần lớn hơn dung lượng danh định có thể giảm không gian tủ, trọng lượng vận chuyển và độ phức tạp khi lắp đặt.

Yêu cầu tuổi thọ dài. Một hệ thống dự kiến hoạt động trong nhiều năm cần được đánh giá dựa trên tổng năng lượng đã xử lý (throughput), dung lượng giữ điện, quy trình bảo trì và khả năng cung cấp module. Giá ban đầu thấp có thể mất lợi thế nếu chu kỳ thay thế, chi phí nhân công, nhiên liệu máy phát hoặc rủi ro ngừng hoạt động cao.

Đối với người mua đang chuyển từ quan tâm chung sang quy trình lựa chọn công nghệ, xem [Pin lithium tốt nhất cho lưu trữ năng lượng mặt trời ] .

__________________________________________________________________________________________________

Như thế nào để chọn pin phù hợp nhất cho hệ thống năng lượng mặt trời

Pin đúng được lựa chọn từ hồ sơ tải và kế hoạch vận hành, chứ không chỉ từ nhãn hóa chất. Các câu hỏi sau cần được trả lời trước khi yêu cầu báo giá.

Tiêu thụ năng lượng. Xác định số kWh hàng ngày mà pin phải đáp ứng. Phân tách rõ tải thiết yếu và tải linh hoạt. Một tải làm lạnh, một mạch truyền thông và một máy bơm nước có thể có rất hậu quả khác nhau đối với việc xác định dung lượng lưu trữ.

Yêu cầu dự phòng. Xác định xem pin có cần thiết để tự tiêu thụ vào buổi tối, dự phòng quan trọng trong vài giờ, dự phòng suốt một đêm hay dự phòng độc lập ngoài lưới trong nhiều ngày hay không. Thời gian dự phòng càng dài thì năng lượng sử dụng được càng nhiều và thường cần công suất pin mặt trời lớn hơn để sạc lại pin sau khi xả. dung lượng và công suất pin. Dung lượng

Tính bằng kWh xác định thời gian hoạt động. Công suất tính bằng kW, hoặc khả năng cung cấp dòng điện, xác định những thiết bị nào có thể được vận hành hoạt động đồng thời. Khởi động động cơ và nén hoặc tăng áp có thể lái xe biến tần và yêu cầu BMS ngay cả khi hàng ngày tiêu thụ năng lượng là khiêm tốn.

Môi trường lắp đặt. Nhiệt độ, độ ẩm, bụi, rung động, tiếp xúc với muối, thông gió, và truy cập dịch vụ tất cả các ect thông số kỹ thuật pin. Một phòng pin trong một trang web nội địa nóng, một khoang RV, một ngoài trời và một telecom ven biển vỏ không nên được coi là giống nhau môi trường.

Ngân sách và chi phí vòng đời. Đánh giá giá mua cùng với năng lượng sử dụng được, xác suất thay thế, lao động bảo trì, logistics giao hàng, điều khoản bảo hành, hiệu suất chuyển đổi và thời gian ngừng hoạt động. Chỉ số liên quan thường là chi phí trên mỗi kWh cung cấp sử dụng được trong suốt thời gian phục vụ dự định.

Mở rộng trong tương lai. Xác nhận xem pin có thể được mở rộng bằng các mô-đun song song không, liệu các mô-đun mới có cần khớp với tuổi và firmware không, liệu bộ biến tần có hỗ trợ dung lượng mục tiêu không, và liệu mảng PV có thể sạc lại ngân hàng lớn hơn không.

Chính sách mở rộng nên được biết trước khi đơn đặt hàng đầu tiên được đặt.

__________________________________________________________________________________________________

Pin LiFePO4 so với pin mặt trời truyền thống

LiFePO4 thường được lựa chọn cho hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời hiện đại vì đáp ứng nhiều điều kiện dự án phổ biến: chu kỳ sạc/xả lặp lại, tiếp cận bảo trì hạn chế, yêu cầu dung lượng sử dụng cao hơn, lắp đặt theo mô-đun và giám sát hệ thống. Tuy nhiên, đây không phải lúc nào cũng là lựa chọn tối ưu.

Một căn nhà nghỉ theo mùa có tải nhẹ, thiết bị sạc chì-axit hiện hữu, không gian lắp đặt dồi dào và ngân sách vốn nghiêm ngặt vẫn có thể hợp lý khi dùng pin AGM hoặc chì-axit kiểu hở. Một hệ thống ở vùng xa xôi vận hành chu kỳ hàng ngày, chi phí bảo trì tại hiện trường cao, không gian tủ hạn chế hoặc cần hấp thụ năng lượng mặt trời nhanh chóng sẽ đánh giá cao hơn giá trị của LiFePO4. Sự khác biệt bắt nguồn từ kinh tế vận hành chứ không phải thương hiệu.

Đối với người mua đang đánh giá các dự án từ xa và tự động, xem [Pin LiFePO4 cho Hệ thống Năng lượng Mặt trời Độc lập ] .

Thông số kỹ thuật cũng nên xem xét vượt ra ngoài thành phần hóa học. Hãy hỏi liệu hệ thống quản lý pin (BMS) có cung cấp cảnh báo có ý nghĩa hay không, liệu khả năng giám sát từ xa có sẵn hay không, liệu pin có hỗ trợ giao tiếp với bộ biến tần hay không, và liệu tài liệu hướng dẫn dịch vụ có đủ chi tiết để đáp ứng nhu cầu của đội thợ lắp đặt địa phương hay không. Một pin về mặt kỹ thuật có thể vận hành tốt nhưng vẫn gây chậm trễ nếu quy trình tích hợp và hậu mãi yếu kém.

__________________________________________________________________________________________________

Những Sai Lầm Thường Gặp Khi Chọn Pin Lưu trữ Năng lượng Mặt trời

Chỉ chọn dựa trên giá ban đầu. Giá mua is rõ ràng; chi phí nhân công thay thế, thời gian vận hành bị mất, nhiên liệu máy phát điện, chuyến ghé thăm hiện trường và dung lượng sử dụng được thường không khả dụng. Một quyết định dựa chỉ trên hóa đơn đầu tiên có thể dẫn đến chi phí cao hơn trong suốt vòng đời hệ thống. em tuổi thọ .

Bỏ qua dung lượng sử dụng được. Dung lượng danh định không giống với năng lượng sẵn có cho tải. Giá trị dung lượng sử dụng được phụ thuộc vào độ sâu xả (DoD) cài đặt, dự trữ pin, hiệu suất hệ thống, nhiệt độ và giới hạn vận hành. Việc so sánh khi mua sắm nên chỉ rõ số kWh sử dụng được tại cấu hình dự kiến.

Bỏ qua yêu cầu chu kỳ. Một hệ thống dự phòng và một hệ thống dịch chuyển năng lượng mặt trời hàng ngày đặt ra các yêu cầu khác nhau. Người mua nên yêu cầu dữ liệu chu kỳ dưới điều kiện thử nghiệm liên quan và so sánh dung lượng-ret ention hoặc các điều khoản bảo hành thông lượng.

Xem xét chi phí trong tương lai là vấn đề sau này. Thêm ngân hàng thứ hai có thể yêu cầu khớp mẫu, tuổi module, firmware, Giao tiếp BMS, phần cứng rack, khả năng ngh ịch đảo và công suất sạc PV. Nếu các điều kiện này không được giải quyết trong thiết kế ban đầu, việc mở rộng có thể trở thành dự án thay thế .

Chọn các thành phần không tương thích. Một pin, biến tần, bộ điều khiển, cáp, ngắt kết nối, thiết bị bảo vệ và giám sát nền tảng phải hoạt động như một hệ thống phối hợp. Không đúng hồ sơ rge, không hỗ trợ liên lạc, không đủ hiện tại - Thiết bị bảo vệ nhiệt độ rủi ro về hoạt động và bảo hành.

Đối xử với khí hậu như một suy nghĩ sau. Này. t có thể đẩy nhanh sự lão hóa, trong khi lạnh có thể hạn chế sạc và dung lượng có sẵn. Địa điểm các điều kiện nên định hình khung, thông gió, sưởi ấm, vị trí lắp đặt và lập kế hoạch hoạt động trước khi thiết bị is đặt hàng.