Cén fáth a bhfuil cadhnraí LifePo4 ar an rogha is fearr do shoilse sráide gréine?

Cadhnraí LifePo4anois mar an réiteach stórála fuinnimh is fearr le haghaidhSoilse Sráid na GréineMar gheall ar a gcuid buntáistí cruinn i sábháilteacht, i saol rothaíochta, i gcairdiúlacht chomhshaoil, i lamháltas teochta leathan, agus i gcomhoiriúnacht gan uaim le córais gréine. Tugann an t -alt breac -chuntas ar na príomhchúiseanna atá taobh thiar de ghlacadh forleathan soilse sráide gréine.

1. Cadhnraí LifePo4 OwnSábháilteacht eisceachtúil

Tá cáil ar chadhnraí fosfáite iarainn litiam as a gcobhsaíocht theirmeach agus cheimiceach gan íoc. Fágann na bannaí láidre P -O ina struchtúr criostail go bhfuil siad an -fhrithsheasmhach in aghaidh dianscaoilte nó scaoileadh ocsaigine, fiú faoi choinníollacha cosúil le ró -mhuirearú, urscaoileadh domhain, ciorcaid ghearra, nó teochtaí arda.

Is iondúil go dtosaíonn a ndianscaoileadh teirmeach idir 300 céim agus 400 céim -níos airde ná NMC (cóbalt mangainéise nicil) cadhnraí litiam (~ 200 céim) -ag laghdú go mór an baol go dtarlódh rith, dóchán, nó pléascadh teirmeach.

Ina theannta sin, ní scaoileann siad gáis inadhainte le linn ró -mhuirearú. Tá an ardleibhéal sábháilteachta seo ríthábhachtach do shoilse sráide gréine, a úsáidtear go minic i dtimpeallachtaí amuigh faoin aer iargúlta, gan duine, agus dúshlánach mar theas mór, teochtaí reo, nó ard-taise a íoslaghdú go suntasach.

Fig.1 Structure of LiFePO4 Batteries — Fig.1 Struchtúr na gCadhnóra LifePo4

2. Tá cadhnraí LifePo4 bródúil as cadhnraíSaol timthriall thar a bheith fada

Ceann de na buntáistí is suntasaí a bhaineann leis na cadhnraí is ea a saol timthriall thar a bheith fada. Faoi 80% doimhneacht urscaoilte (DOD), cuireann cadhnraí fosfáite iarainn litiam ardcháilíochta 3, 000 ar fáil de ghnáth go dtí os cionn 7, 000 timthriallta. I gcomparáid:

Cadhnraí Luaidhe-Aigéid Dhomhain-Timthriall: De ghnáth ní mhaireann siad ach 300-500 timthriall.
Cadhnraí nua -aimseartha NMC\/NCA (le haghaidh stórála fuinnimh): De ghnáth, cuireann siad 1,500–2,500 timthriall ar fáil faoi choinníollacha muirir éadomhain\/urscaoilte, ach laghdaíonn rothaíocht dhomhain saolré go suntasach.

Ciallaíonn sé seo gur féidir le cadhnraí fosfáite iarainn litiam oibriú ar feadh 8-15 bliana nó níos mó, ag brath ar choinníollacha úsáide-ag laghdú go minic minicíocht athsholáthair agus ualach oibre cothabhála. Is ionann é seo agus costas iomlán úinéireachta (TCO) i bhfad níos ísle.

Thairis sin, coinníonn cadhnraí fosfáite iarainn litiam cumas réasúnta seasmhach agus feidhmíocht rothaíochta fiú i dtimpeallachtaí ísealteochta, rud a fhágann go bhfuil siad oiriúnach do choinníollacha géara amuigh faoin aer.

Fig.2 LiFePO4 Batteries Boast Ultra-Long Cycle Life — Fig.2 LifePo4 cadhnraí bródúil as an saol timthriall thar a bheith fada

3. Tá cadhnraí LifePo4 ag cadhnraíDlús fuinnimh cothrom agus éifeachtúlacht toirte

Cé go bhfuil dlús fuinnimh cadhnraí fosfáite iarainn litiam (de ghnáth 140–160 WH\/kg do tháirgí tráchtála) níos ísle ná mar atá ag cadhnraí litiam NMC (180-250+ WH\/kg), tá sé fós i bhfad níos airde ná cadhnraí aigéad luaidhe (gan ach 30-50 WH\/kg).

Maidir le soilse sráide gréine-suiteála seasta, áit a bhfuil srianta spáis agus meáchain níos lú criticiúil ná i bhfeithiclí leictreacha, soláthraíonn cadhnraí fosfáite iarainn litiam tuaslagán dea-chothromaithe. I measc na bpríomhbhuntáistí tá:

I bhfad níos lú agus níos éadroime ná cadhnraí luaidhe-aigéad don acmhainn chéanna, rud a fhágann go bhfuil sé níos éasca iad a chur ar chuaillí solais.
Cé go bhfuil a ndlús fuinnimh níos ísle ná cadhnraí NMC, ní míbhuntáiste mór é seo d'iarratais soilsithe gréine. Ina áit sin, cuireann an tsábháilteacht fheabhsaithe agus saolré níos faide LifePo4 luach i bhfad níos praiticiúla ar fáil.

Fig.3 LiFePO4 Batteries Possess Balanced Energy Density — Fig.3 Tá dlús fuinnimh cothrom ag cadhnraí LifePo4

4. cairdiúlacht chomhshaoil gan íoc

Tá cadhnraí LifePo4 saor ó mhiotail throma thocsaineacha amhail luaidhe agus caidmiam. Tá a n -ábhair ghníomhacha chatóide comhdhéanta go príomha d'iarann (Fe), fosfar (P), litiam (Li), agus ocsaigin (O):

Tá iarann agus fosfar flúirseach i screamh an domhain, íseal i dtocsaineacht, agus tá siad sách cairdiúil don mhianach agus don phróiseas.
I gcomparáid le cadhnraí litiam NMC, NCA, nó LCO ina bhfuil cóbalt (CO) agus nicil (Ni)-a bhaineann le hábhair imní chomhshaoil ard agus imní eiticiúil (m.sh., tá sé ag baint le cadhnraí soláthair, soláthair soláthair, a bhfuil dúil ag baint leo)-cadhnraí fosfáite iarann.
Tá siad níos éasca freisin athchúrsáil a dhéanamh agus níos lú truaillithe comhshaoil a ghiniúint ag deireadh a saolré.

Mar gheall ar na tréithe seo, is rogha níos inbhuanaithe agus níos freagraí don chomhshaol é LifePo4 le haghaidh feidhmchlár stórála fuinnimh mar shoilsiú sráide gréine.

Fig.4 LiFePO4 Batteries Are Environmental Friendly — **Fig.4 Tá cadhnraí LifePo4 cairdiúil don chomhshaol**

5. Comhoiriúnacht nádúrtha le córais gréine

Comhoiriúnacht voltais:

Cé go bhfuil voltas ainmniúil de 3.2V ag cillín LifePo4 amháin, táirgeann cumraíocht 4- (4S) ainmniúil 12.8V, le raon oibriúcháin de thart ar 1 0. 0V go 14.6V. Tá sé seo ag teacht go dlúth leis an raon tipiciúil voltais de phacáiste ceallraí luaidhe 12V (6 cheall i sraith, thart ar 10.5V go 14.4V).

Mar thoradh air sin, is féidir pacáistí ceallraí LifePo4 a mhalartú go héasca i gcórais solais gréine na gréine atá deartha ar dtús le haghaidh cadhnraí aigéad luaidhe, de ghnáth le mionathruithe ar na suíomhanna rialaitheora muirir.

Ráta féin-dí-mhuirear íseal:

Is iondúil go mbíonn ráta féin-urscaoilte míosúil ag cadhnraí LifePo4, níos lú ná 3%, i bhfad níos ísle ná cadhnraí aigéad luaidhe, ar féidir leo 5-20% nó níos mó a chailleadh in aghaidh na míosa.

Fágann sé seo go bhfuil cadhnraí fosfáite iarainn litiam oiriúnach le haghaidh feidhmchlár gréine, mar is féidir leo fuinneamh stóráilte a choinneáil níos faide le linn tréimhsí solas na gréine íseal, mar shampla an aimsir scamallach nó na coise tinne ag laghdú an riosca go mbeidh solas na sráide ag dul dorcha mar gheall ar ídiú ceallraí.

Éifeachtúlacht ardmhuirir:

Tairgeann cadhnraí fosfáite iarainn litiam éifeachtúlacht coulombic (muirir) gar do 100%, i gcomparáid le 70-85% do chadhnraí aigéad luaidhe.

Ciallaíonn sé seo gur féidir leo fuinneamh níos inúsáidte a stóráil ón ionchur gréine céanna, ag cur le héifeachtúlacht agus feidhmíocht fhoriomlán an chórais.

Raon teochta oibriúcháin leathan:

Feidhmíonn cadhnraí LifePo4 go hiontaofa i dteochtaí foircneacha-ó chomh híseal agus is {-20 céim chomh hard le 60 céim-níos lú díghrádaithe feidhmíochta i gcomparáid le cadhnraí litiam NMC nó cadhnraí luaidhe-aigéad.

Fágann sé seo go bhfuil siad oiriúnach do chriosanna aeráide éagsúla, lena n-áirítear timpeallachtaí amuigh faoin aer te agus fuar.

Fig.5 Charge Efficiency of LiFePO4 Batteries — Fig.5 Éifeachtúlacht Muirear Cadhnraí LifePo4

6. Fíor-chothabhála le costais chothabhála íosta

Tá cadhnraí fosfáite iarainn litiam saor ó chothabháil i ndáiríre, ag tairiscint buntáistí soiléire thar chadhnraí traidisiúnta luaidhe-aigéad:

Níl aon ghá le gnáththascanna cosúil le leibhéil leictrilít a sheiceáil, le huisce a bharr, nó le muirir chothromaithe a dhéanamh.
Gan aon éifeacht chuimhne, ag ceadú oibríocht pháirteach (PSOC) gan damáiste-idéalach do chórais soilsithe gréine ina n-athraíonn infhaighteacht solas na gréine ó lá go lá.
Nuair a chuirtear iad le chéile lena saol fada seirbhíse agus lena n -iontaofacht ard, is beag cothabháil a theastaíonn uathu agus tagann siad costais athsholáthair íseal le linn a saolré.

Fig.6 Minimal Upkeep Costs — Fig.6 Costais Chothabhála íosta

7. Eacnamaíocht Superior (an costas úinéireachta is ísle is ísle)

Cé go bhfuil an praghas ceannaigh tosaigh ar chadhnraí fosfáite iarainn litiam níos airde ná an praghas ar chadhnraí aigéad-luaidhe-agus uaireanta beagán níos airde ná roinnt roghanna litiam NMC-tá a mbuntáiste eacnamaíoch i gcostas saolré iomlán (LCOEanna: costas leibhéalta stórála fuinnimh):

Saolré thar a bheith fada:Roinnt uaireanta níos faide ná luaidhe-aigéad, agus 1.5x nó níos mó i gcomparáid le cadhnraí litiam NMC grád-stórála-ghrád, rud a laghdaíonn costas in aghaidh na bliana úsáide go héifeachtach.
Éifeachtúlacht ardmhuirir\/urscaoilte:Uasmhéadaíonn sé an úsáid a bhaintear as fuinneamh gréine atá ar fáil agus íoslaghdaíonn sé caillteanais.
Riachtanais íosta cothabhála:Sábhálann sé ar chodanna saothair agus athsholáthair.
Iontaofacht ard:Laghdaíonn sé costais a bhaineann le deisiúcháin, neamhfhónaimh, nó athsholáthar éigeandála.

Le chéile, déanann na fachtóirí seo cadhnraí fosfáite iarainn litiam ar cheann de na réitigh is cost-éifeachtaí do shoilsiú na gréine, go háirithe nuair a thomhaistear iad le fuinneamh a stóráiltear le himeacht ama ($\/kWh).

Deireadh

A bhuíochas dá sábháilteacht eisceachtúil, a saol timthriall thar a bheith fada, feidhmíocht theirmeach den scoth, cairdiúlacht chomhshaoil, comhoiriúnacht gan uaim le córais gréine (go háirithe in athsholáthar luaidhe-aigéad), agus buntáiste costais iomlán láidir, is iad na cadhnraí LifePo4 an réiteach stórála fuinnimh is fearr le haghaidh soilsiú gréine.

Tairgeann siad tacaíocht chumhachta fadtéarmach seasmhach, iontaofa agus sábháilte doIarratais Soilsithe Allamuigh-Tá an croí -chumhacht idéalach acu le haghaidh glacadh forleathan agus uasghrádú cliste ar chórais soilsithe na sráide gréine.

Cén rátáil IP a theastaíonn uait le haghaidh lampaí sráide gréine lasmuigh?

Cén fáth go bhfuil lampaí sráide gréine comhtháite oiriúnach don Afraic?