Що таке LiFePO4-акумулятори та їх роль у системах зберігання енергії для альтернативних електростанцій

1. Що таке LiFePO4-акумулятори
2. Особливості технології LiFePO4-акумуляторів
3. Порівняльна таблиця
4. Переваги LiFePO4-акумуляторів для альтернативної енергетики
5. Де застосовуються LiFePO4-батареї у системах зберігання альтернативної енергії 
6. Екологічність LiFePO4-батарей 
7. Висновок

Сонячні, вітрові, геотермальні та гібридні електростанції ефективні за сприятливих погодних умов. Однак їхня комплектація акумуляторними батареями дозволяє забезпечити стійку й ефективну енергетику навіть у ті періоди, коли електрики генерується небагато. Літій-залізо-фосфатні акумулятори LiFePO4 – безпечні та стійкі до перегріву пристрої. Вони найкраще підходять для того, щоб зберігати та накопичувати енергію, отриману від альтернативних джерел. Завдяки системам зберігання можна створювати резервні та автономні системи електропостачання як приватних будинків, так великих виробничих підприємств.

Особливості технології LiFePO4-акумуляторів

Акумулятори з літій-ферофосфатним катодом і вуглецевим анодом є літій-іонними осередками з провідним середовищем і сепараторною мембраною між катодом і анодом. Літій-залізо-фосфатний акумулятор:

• стабільний та довговічний;

• добре переносить перепади температур;

• не схильний до вибухів при перенапрузі.

Завдяки термостійкості, кристалічній структурі літій-залізо-фосфату та відсутності в корпусі батарей кислот або шкідливих газів LiFePO4-акумулятори можуть встановлюватись як на вулиці, так і в приміщеннях. Вони відмінно підходять для домашніх сонячних електростанцій чи вітрогенераторів, оскільки легко переносять повний розряд. Здатні протягом тривалого часу зберігати згенеровану електрику для використання в непередбачених ситуаціях.

LiFePO4 акумулятор має стабільний розряд, як видно із графіка нижче.

У процесі розряду напруга протягом тривалого часу плавно і трохи знижується, після чого різко падає перед тим, як повністю розрядитися або відключитися за допомогою керуючого пристрою BMS.

Порівняльна таблиця

Порівняння середніх параметрів найбільш поширених акумуляторів для сонячних та інших альтернативних енергетик можна побачити в таблиці нижче. Як приклад LiFePO4 батареї взято пристрій українського бренду LogicPower:

Таблиця дозволяє наочно переконатися, що діапазон температур, циклічний ресурс, великий термін експлуатації та низький саморозряд літій-залізо-фосфатних акумуляторів дозволяють сонячним станціям або вітрякам ефективно накопичувати енергію та швидко окупатися завдяки відсутності необхідності часто змінювати батареї.

Через особливості літій-іонної технології LiFePO4-акумулятори самі по собі не дуже ємні, але легко з’єднуються послідовно або паралельно і збираються в АКБ потрібної ємності. Завдяки цьому альтернативні станції з LiFePO4-батареями можна легко масштабувати та підлаштовувати під потреби споживачів та обсяг генерованої енергії.

Переваги LiFePO4-акумуляторів для альтернативної енергетики

У LiFePO4-батарей є безліч переваг перед іншими типами акумуляторів. Вони:

• Довговічні і мають тисячі циклів розряду/заряду, що є ідеальним для невеликих домашніх сонячних або вітряних електростанцій. В умовах нестабільної інсоляції та сили вітру протягом року дозволяють накопичувати енергію в акумуляторах у сприятливі періоди та витрачати у безвітряну чи похмуру погоду.

• Високоенергоефективні. Мають малий відсоток саморозряду і швидко заряджаються.

• Безпечні та здатні протягом тривалого часу безперебійно працювати на об’єктах альтернативної енергетики. Мають дуже низький рівень загоряння чи перегріву, підходять для побутового та комерційного використання.

• Прості в установці та обслуговуванні, мають велику щільність енергії та легко масштабуються у високоємнісні АКБ для великих сонячних станцій та вітряків.

Літій-залізо-фосфатні батареї мають стабільну ємність при температурі навколишнього середовища до –10°С. Але можуть використовуватися і при сильніших морозах, якщо додати систему обігріву. Акумулятори цього типу легко інтегруються в готові системи сонячних або вітрових електростанцій та можуть керуватися дистанційно за допомогою інноваційних інтелектуальних систем. Це дозволяє легко змінювати налаштування станції, переключатися в автономний режим або моніторити стан АКБ.

Де застосовуються LiFePO4-батареї у системах зберігання альтернативної енергії

Можна LiFePO4-акумулятори купити для використання в таких системах:

• Стаціонарні системи накопичення енергії для сонячних та вітрових електростанцій. Батареї дозволяють накопичувати енергію від фотоелементів сонячних батарей у сонячні дні або від вітрогенераторів у вітряну погоду та використовувати в періоди, коли альтернативної енергії виробляється недостатньо.

• Автономні енергоустановки. LiFePO4 мають велику ємність, завдяки чому широко застосовуються в житлових комплексах та котеджних селищах, особливо віддалених від централізованого електропостачання. Літій-ферофосфатні акумулятори встановлюються у дата-центрах, лабораторіях, медичних установах, на будівельних майданчиках та промислових об’єктах.

• Гібридні системи резервного живлення для електропостачання житлових та комерційних будівель у поєднанні із сонячними панелями або вітровими установками. Надійні та довговічні LiFePO4-батареї забезпечують стабільність енергопостачання навіть при відключеннях світла чи аваріях.

Застосування батарей дозволяє раціонально використовувати енергію, отриману від альтернативних джерел, розподіляти її в регіонах із перебоями в електропостачанні. LiFePO4 акумулятор, заряджений у період високої сонячної активності, може живити електротранспорт, обладнання ЖКГ. Зібрані з окремих літій-ферум-фосфатних осередків АКБ здатні забезпечувати електроенергією величезні виробничі цехи, скорочуючи таким чином викиди вуглецю.

Екологічність LiFePO4-батарей

Акумулятори LiFePO4 мають тривалий термін експлуатації. Вони здатні працювати у 10 разів довше, ніж батареї будь-якого іншого типу. Проста утилізація та можливість повної переробки після закінчення терміну служби робить ці батареї екологічними та вигідними для бізнесу.

Літій-залізо-фосфатні акумулятори не мають у складі токсичних речовин. На відміну від свинцево-кислотних та гелевих батарей, LiFePO4 не виділяють в атмосферу шкідливі випари, не містять свинцю та кадмію.

Висновок

Низький саморозряд та великий термін роботи LiFePO4-акумуляторів дозволяють на основі окремо взятих компактних та легких батарей зібрати величезні сховища, які здатні забезпечити електрикою підприємства та цілі населені пункти. Це особливо важливо через часті відключення світла. Надійність, високий рівень безпеки, екологічність та очевидна економічна вигода роблять батареї LiFePO4 чудовим доповненням домашніх та промислових сонячних електростанцій та вітряків.

Передова технологія LiFePO4 вже дала поштовх для вдосконалення систем зберігання електрики у сфері альтернативної енергетики. Стабільна напруга, високі пікові струми та низька втрата ємності літій-залізо-фосфатними акумуляторами дозволили створити унікальні енергетичні рішення, а у довгостроковій перспективі напевно змінять наше уявлення про енергосистеми загалом.