Unitățile de stocare a energiei sunt prezente peste tot în viața noastră de zi cu zi.
În primul rând, telefoanele mobile pe care le folosim permanent, bateriile de pornire ale vehiculelor, dronele, bicicletele electrice și multe alte dispozitive.
Durata de viață și prețul bateriilor diferă în funcție de tehnologia utilizată.
În prezent, toată lumea își dorește energie neîntreruptă, însă costurile bateriilor au fost până de curând destul de ridicate. Totuși, situația începe să se schimbe.
Din cauza multor informații greșite considerate adevărate, în țara noastră sunt importate anual milioane de baterii plumb-acid care, după o perioadă de utilizare, ajung să devină deșeuri. Mai mult, unele dintre acestea se defectează chiar și înainte de șase luni, provocând dificultăți atât consumatorilor, cât și distribuitorilor.
Mulți comercianți de baterii nu dețin suficiente cunoștințe pentru a explica în mod corect durata de viață și caracteristicile produselor pe care le vând. În același timp, cumpărătorii, atrași doar de cel mai mic preț, ajung adesea să facă achiziții mult mai costisitoare pe termen lung.
Scopul acestui articol este să explicăm de ce a venit momentul utilizării bateriilor cu litiu.
Mai jos am prezentat motivele împreună cu informații și explicații tehnice.
ÎNTREBARE: CE ÎNSEAMNĂ O BATERIE DE CALITATE?
RĂSPUNS: O baterie de calitate este o baterie care demonstrează că datele tehnice declarate sunt corecte.
De exemplu, să presupunem că avem o baterie de 12V 100Ah. Dacă, în conformitate cu curba de descărcare, o descărcăm la 1C, adică la 100A sub o sarcină de 12V, bateria ar trebui să funcționeze aproximativ o oră. Cu alte cuvinte, dacă poate furniza energia declarată conform formulei Energie = V × I × h (Tensiune × Curent × Timp), capacitatea declarată este corectă.
De asemenea, o baterie cu un număr mare de cicluri de încărcare și descărcare poate fi considerată o baterie de calitate.
ÎNTREBARE: CUM TREBUIE CALCULAT COSTUL UNEI BATERII?
RĂSPUNS: Costul real al unei baterii este costul generat de un singur ciclu complet de încărcare și descărcare.
De exemplu, o baterie poate costa 150 USD și poate suporta 300 de cicluri. În acest caz, costul pe ciclu va fi de 0,50 USD. O altă baterie poate costa 450 USD, dar poate oferi 8000 de cicluri. În acest caz, costul pe ciclu va fi de 450/8000 = 0,056 USD. Astfel, bateria care pare mai scumpă este, în realitate, de aproape zece ori mai avantajoasă.
În anul 2023, costul mediu al bateriilor cu litiu era de aproximativ 300 USD/kWh, în timp ce costul mediu al bateriilor GEL era de aproximativ 150 USD/kWh.
Bateriile cu litiu au o durată de viață de cel puțin 6000 de cicluri, în timp ce bateriile GEL oferă în medie aproximativ 300 de cicluri.
ÎNTREBARE: CARE SUNT DIFERENȚELE DINTRE BATERIILE CU LITIU IEFTINE ȘI CELE SCUMPE?
RĂSPUNS: Chiar și bateriile care declară aceleași specificații tehnice pot avea diferențe semnificative de preț.
1. Capacitatea reală a celulelor cu litiu poate fi diferită. Este necesară analizarea atentă a fișelor tehnice.
2. Datele de fabricație pot fi diferite.
3. Caracteristicile BMS pot varia.
4. Condițiile de garanție oferite de producător pot fi diferite.
5. Valoarea și reputația mărcii pot influența prețul.
Utilizarea necorespunzătoare a bateriilor cu litiu poate provoca probleme serioase.
Trebuie cunoscute sarcina totală conectată, curenții de vârf, curenții continui de încărcare și descărcare, caracteristicile încărcătorului și compatibilitatea acestuia cu BMS-ul.
Chiar și între BMS-uri care par să aibă aceleași caracteristici, diferențele de preț pot depăși 1000%.
DoD și Cycle...
Unul dintre cei mai importanți factori care determină calitatea unei baterii este DoD (Depth of Discharge), adică adâncimea de descărcare.
Ce este DoD?
Reprezintă procentul de energie extras din baterie în timpul descărcării.
Acest parametru este utilizat frecvent în documentația tehnică pentru definirea duratei de viață a bateriei.
Cycle Life: 5000 cicluri la 100% DoD (adică bateria poate fi descărcată complet și reîncărcată de 5000 de ori).
Cycle Life: 4000 cicluri la 80% DoD (în acest caz, 20% din energie rămâne permanent în baterie, iar aceasta poate fi utilizată de 4000 de ori. Dacă este necesar, acest lucru presupune instalarea unei capacități cu aproximativ 20% mai mari).
După cum se poate observa, compararea bateriilor doar pe baza prețului de achiziție este o greșeală.
Atunci când sunt comparate baterii cu tehnologii diferite, trebuie luate în considerare costul pe ciclu, durata de viață, adâncimea de descărcare (DoD), eficiența energetică și costurile de întreținere.
De exemplu:
O baterie GEL de 10 kWh poate costa 1.500 USD și poate oferi aproximativ 300 de cicluri la 100% DoD.
O baterie cu litiu de 10 kWh poate costa 3.000 USD și poate oferi peste 6.000 de cicluri.
În acest caz, chiar dacă investiția inițială este mai mare, costul per ciclu și costul energiei utile sunt semnificativ mai mici pentru bateria cu litiu.
În plus, eficiența de încărcare și descărcare a bateriilor cu litiu depășește în general 95%, în timp ce la bateriile GEL aceasta este de aproximativ 80-85%.
Acest lucru înseamnă că o parte din energia stocată în bateriile GEL se pierde în timpul proceselor de încărcare și descărcare.
CE ESTE BMS?
BMS (Battery Management System) este sistemul electronic de gestionare și protecție al bateriilor cu litiu.
Acesta monitorizează tensiunea, curentul, temperatura, nivelul de încărcare și echilibrarea celulelor.
Un sistem BMS de calitate protejează bateria împotriva supraîncărcării, descărcării excesive, scurtcircuitelor și temperaturilor anormale.
Din acest motiv, BMS este una dintre cele mai importante componente ale unei baterii cu litiu.
DE CE BATERIILE CU LITIU DEVIN DIN CE ÎN CE MAI POPULARE?
Bateriile cu litiu oferă numeroase avantaje față de bateriile tradiționale plumb-acid și GEL.
Din aceste motive, bateriile cu litiu devin rapid alegerea principală pentru sistemele fotovoltaice, vehiculele electrice, aplicațiile industriale și sistemele de stocare a energiei.
CONCLUZIE
Atunci când achiziționați o baterie, criteriul de alegere nu ar trebui să fie doar prețul inițial.
Trebuie evaluate împreună durata de viață, numărul de cicluri, costul pe ciclu, calitatea BMS-ului, condițiile de garanție și eficiența energetică.
În multe situații, o baterie cu litiu care pare mai scumpă la început poate fi mult mai avantajoasă pe termen lung decât o baterie GEL.
Din acest motiv, recomandăm întotdeauna efectuarea unei analize tehnice și economice complete înainte de achiziție.