В нашей повседневной жизни устройства для хранения энергии встречаются практически повсюду.
Прежде всего это мобильные телефоны, которыми мы постоянно пользуемся, стартерные аккумуляторы автомобилей, дроны, электрические велосипеды и многие другие устройства.
Срок службы и стоимость аккумуляторов зависят от их типа.
Сегодня все хотят иметь бесперебойное электроснабжение, однако до недавнего времени стоимость аккумуляторов была довольно высокой. Но ситуация постепенно меняется.
Из-за распространённых заблуждений в нашу страну ежегодно ввозятся миллионы свинцово-кислотных аккумуляторов, которые со временем превращаются в отходы. Более того, некоторые из них выходят из строя даже менее чем за шесть месяцев, создавая проблемы как для потребителей, так и для продавцов.
Многие продавцы аккумуляторов не обладают достаточными знаниями, чтобы правильно объяснить срок службы и характеристики продаваемой продукции. В то же время покупатели, стремясь приобрести самый дешёвый вариант, часто сталкиваются с гораздо большими расходами в будущем.
Цель этой статьи — объяснить, почему настало время переходить на литиевые аккумуляторы.
Ниже мы привели причины вместе с техническими данными и пояснениями.
ВОПРОС: ЧТО ТАКОЕ КАЧЕСТВЕННЫЙ АККУМУЛЯТОР?
ОТВЕТ: Качественный аккумулятор — это аккумулятор, который подтверждает достоверность заявленных технических характеристик.
Например, возьмем аккумулятор 12V 100Ah. Если согласно кривой разряда разряжать его током 1C, то есть 100A при напряжении 12V, он должен работать примерно один час. Иными словами, если аккумулятор способен отдать заявленную энергию в соответствии с формулой Энергия = V × I × h (Напряжение × Ток × Время), его емкость соответствует заявленной.
Также аккумулятор с большим количеством циклов зарядки-разрядки можно считать качественным аккумулятором.
ВОПРОС: КАК ПРАВИЛЬНО РАССЧИТЫВАТЬ СТОИМОСТЬ АККУМУЛЯТОРА?
ОТВЕТ: Реальная стоимость аккумулятора определяется стоимостью одного цикла зарядки и разрядки.
Например, аккумулятор может стоить 150 USD и выдерживать 300 циклов. В этом случае стоимость одного цикла составит 0,50 USD. Другой аккумулятор может стоить 450 USD, но обеспечивать 8000 циклов. Тогда стоимость одного цикла будет равна 450/8000 = 0,056 USD. Таким образом, аккумулятор, который кажется более дорогим, на самом деле оказывается почти в десять раз выгоднее.
В 2023 году средняя стоимость литиевых аккумуляторов составляла около 300 USD/kWh, а GEL-аккумуляторов — около 150 USD/kWh.
Литиевые аккумуляторы имеют ресурс не менее 6000 циклов, тогда как GEL-аккумуляторы обеспечивают в среднем около 300 циклов.
ВОПРОС: В ЧЕМ РАЗНИЦА МЕЖДУ ДЕШЕВЫМИ И ДОРОГИМИ ЛИТИЕВЫМИ АККУМУЛЯТОРАМИ?
ОТВЕТ: Даже аккумуляторы с одинаковыми заявленными характеристиками могут существенно отличаться по цене.
1. Фактическая емкость литиевых ячеек может различаться. Необходимо внимательно изучать техническую документацию.
2. Дата производства может быть разной.
3. Характеристики BMS могут отличаться.
4. Условия гарантии производителя могут быть разными.
5. Стоимость бренда также влияет на цену.
Неправильное использование литиевых аккумуляторов может привести к серьезным проблемам.
Необходимо учитывать общую нагрузку, пиковые токи, постоянные токи заряда и разряда, характеристики зарядного устройства и совместимость с BMS.
Даже между BMS с одинаково заявленными характеристиками разница в цене может достигать более 1000%.
DoD и Cycle...
Одним из важнейших параметров, определяющих качество аккумулятора, является DoD (Depth of Discharge) — глубина разряда.
Что такое DoD?
Это процент энергии, который извлекается из аккумулятора при его разряде.
Этот показатель часто используется в технической документации для определения срока службы аккумулятора.
Cycle Life: 5000 циклов при 100% DoD (это означает, что аккумулятор может быть полностью разряжен и заряжен 5000 раз).
Cycle Life: 4000 циклов при 80% DoD (в этом случае 20% заряда всегда остается в аккумуляторе, и он может использоваться 4000 раз. Это может потребовать установки батареи на 20% большей емкости).
Как видно, сравнивать аккумуляторы только по их первоначальной стоимости является ошибкой.
При сравнении аккумуляторов разных технологий необходимо учитывать стоимость одного цикла, срок службы, глубину разряда (DoD), энергетическую эффективность и затраты на обслуживание.
Например:
GEL-аккумулятор емкостью 10 кВт·ч может стоить 1500 USD и обеспечивать около 300 циклов при 100% DoD.
Литиевый аккумулятор емкостью 10 кВт·ч может стоить 3000 USD и обеспечивать более 6000 циклов.
В таком случае, несмотря на более высокие первоначальные вложения, стоимость одного цикла и стоимость полезной энергии будут значительно ниже у литиевого аккумулятора.
Кроме того, эффективность зарядки и разрядки литиевых аккумуляторов обычно превышает 95%, тогда как у GEL-аккумуляторов этот показатель составляет около 80–85%.
Это означает, что часть накопленной энергии в GEL-аккумуляторах теряется во время процессов зарядки и разрядки.
ЧТО ТАКОЕ BMS?
BMS (Battery Management System) — это электронная система управления и защиты литиевых аккумуляторов.
Она контролирует напряжение, ток, температуру, уровень заряда и балансировку ячеек.
Качественная система BMS защищает аккумулятор от перезаряда, глубокого разряда, короткого замыкания и перегрева.
Поэтому BMS является одним из важнейших компонентов литиевого аккумулятора.
ПОЧЕМУ ЛИТИЕВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ СТАНОВЯТСЯ ВСЕ БОЛЕЕ ПОПУЛЯРНЫМИ?
Литиевые аккумуляторы обладают множеством преимуществ по сравнению с традиционными свинцово-кислотными и GEL-аккумуляторами.
Поэтому литиевые аккумуляторы быстро становятся основным выбором для солнечных электростанций, электротранспорта, промышленных систем и систем накопления энергии.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При выборе аккумулятора не следует ориентироваться только на первоначальную стоимость.
Необходимо учитывать срок службы, количество циклов, стоимость одного цикла, качество BMS, условия гарантии и энергетическую эффективность.
Во многих случаях литиевый аккумулятор, который изначально кажется более дорогим, оказывается значительно выгоднее GEL-аккумулятора в долгосрочной перспективе.
Поэтому перед покупкой рекомендуется провести полный технический и экономический анализ.