1. چرخه عمر باتری لیتیوم چیست و چه عواملی بر آن تأثیر می‌گذارند؟

در ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس تجاری و صنعتی، چرخه عمر باتری‌های لیتیوم یکی از مهم‌ترین معیارها محسوب می‌شود، زیرا ارزش بلندمدت سیستم‌های انرژی را تعیین می‌کند. چرخه عمر به تعداد دفعاتی گفته می‌شود که یک باتری می‌تواند فرآیند شارژ و دشارژ را تا رسیدن به ۸۰ درصد ظرفیت اولیه خود طی کند که حد قابل قبول برای استفاده عملی محسوب می‌شود. چرخه عمر عدد ثابتی نیست و می‌تواند تحت تأثیر فناوری، نحوه استفاده و مدیریت باتری قرار گیرد.

شرکت اوریگوتک (Origotek Co., Ltd.) به عنوان پیشگامی در حوزه ذخیره‌سازی انرژی صنعتی و تجاری شناخته می‌شود که ریشه در این صنعت را از سال ۲۰۰۹ با تلاش‌های اولیه تیم تحقیق و توسعه خود دارد و از همان ابتدا پیچیدگی‌های مرتبط با چرخه عمر باتری لیتیوم را درک کرده است. در طی چهار مرحله توسعه محصول، این شرکت سه مورد از ده عامل مؤثر بر چرخه عمر و کاربرد تجاری و صنعتی آن را به عنوان مهم‌ترین موارد ارائه داده است.

مواد الکترود: پایداری مواد آند و کاتد تأثیر عمیقی بر عمر چرخه دارد، تعادل بین چگالی انرژی و کاهش ظرفیت و همچنین جلوگیری از کاهش ظرفیت، حوزه‌ای است که تحقیق و توسعه سال‌ها با آن همکاری داشته است.

شرایط شارژ و دشارژ: شرایط شدید از دمای بالای 45 درجه تا 10- درجه و نرخ‌های شارژ و دشارژ بالاتر از 1 می‌تواند باعث فرسودگی زودهنگام باتری‌ها شود. این موضوع در محیط‌های صنعتی که سیستم‌ها باید تحت بارهای متغیر کار کنند، اهمیت دارد.

سیستم مدیریت باتری (BMS): یک سیستم BMS هوشمند که ولتاژ، جریان و دما را مدیریت می‌کند، می‌تواند عمر چرخه باتری لیتیومی را تا 30 درصد و بیشتر افزایش دهد. محصولات نسل چهارم اوریگوتک شامل راه‌حل‌های سفارشی BMS است که برای کاربردهای صنعتی و تجاری طراحی شده‌اند.

2. تأثیر عمر چرخه باتری لیتیوم بر ذخیره‌سازی انرژی صنعتی و تجاری

برای کسب‌وکارهایی که از سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی استفاده می‌کنند (در کاهش پیک مصرف، تأمین برق پشتیبان یا نیروگاه‌های مجازی)، عمر چرخه باتری لیتیوم دیگر تنها یک مشخصه فنی نیست. این عامل بر هزینه‌های عملیاتی، قابلیت اطمینان و پایداری سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی تأثیر می‌گذارد.

در مرحله اول، عمر چرخه باتری بهره‌وری هزینه در بلندمدت را تعیین می‌کند. به عنوان مثال، باتری با عمر چرخه ۱۰٬۰۰۰ بار (در مقایسه با ۵٬۰۰۰ بار) می‌تواند بدون نیاز به تعویض، ۸ تا ۱۰ سال عمر کند (با فرض چرخه‌روزانه)، که این امر منجر به کاهش تقریباً ۵۰ درصدی هزینه کل مالکیت می‌شود. این موضوع با هدف اوریگوتک برای ارائه «محصولات انرژی تجدیدپذیر ارزشمند» هماهنگ است و در نهایت به معنای بازده سرمایه بالاتر برای مشتریان است.

علاوه بر این، طول عمر سیکل باتری بر قابلیت اطمینان سیستم تأثیر می‌گذارد. در کاربردهای حیاتی مانند کاهش پیک در کارخانه‌های تولیدی یا تأمین برق پشتیبان برای مراکز داده، تعویض مکرر باتری‌ها منجر به بروز آشفتگی در عملیات می‌شود. تمرکز بر طول عمر سیکل باتری لیتیومی به محصولات اوریگوتک اجازه می‌دهد تا عملکردی پایدار در طول دوره‌های زمانی طولانی حفظ کنند و از توقف‌های غیر برنامه‌ریزی شده که می‌توانند هزینه‌هایی معادل هزاران دلار در ساعت برای کسب‌وکارها داشته باشند، جلوگیری نمایند.

سومین مورد، پایداری است. هرچه طول عمر سیکل باتری لیتیومی بیشتر باشد، زمان بیشتری تا دوره دفع باتری طول می‌کشد. این امر تأثیر زیست‌محیطی ناشی از دفع باتری را کاهش می‌دهد. این رویکرد همچنین با اصل «قدرت توسعه پایدار» اوریگوتک در قبال بنگاه‌های صنعتی و تجاری هماهنگ است و با اهداف جهانی انرژی‌های تجدیدپذیر سازگار می‌باشد. 3. محصولات نسل چهارم اوریگوتک: بهینه‌سازی طول عمر سیکل باتری لیتیومی.
۱۶ سال گذشته در تحقیق و توسعه ذخیره‌سازی انرژی، حول بهبود عمر چرخه لیتیوم و ادغام دیدگاه آقای چنگ با محصولات نسل چهارم جدید در مجموعه فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی شرکت بوده است. توسعه شرکت در محصولات جدید همچنان به‌طور نزدیکی به مشارکت مشترک آن با شرکت‌های باتری تیانجین لیشن و شاندونگ شانگتون انرژی وابسته است و همچنان در حوزه کاربردی آن قرار دارد. این موضوع از سال‌های اولیه تمرکز شرکت بوده و مزیت منحصربه‌فرد آن را شکل داده است.

از جمله موارد زیر می‌توان نام برد:

ترکیبات الکترود با پایداری بالا: کاتدهای فسفات لیتیوم آهن اصلاح‌شده (LFP) و آند‌های کامپوزیتی سیلیکون-کربن، به شرکت این امکان را داده‌اند که عمر چرخه باتری لیتیوم را به بیش از ۱۲٬۰۰۰ چرخه گسترش دهد، مقداری که به‌مراتب بالاتر از میانگین صنعتی در زمینه ذخیره‌سازی است.
مدیریت تطبیقی حرارتی: سیستم کنترل حرارتی داخلی قادر است بسته‌های باتری را در محدوده 15 تا 35 درجه سانتی‌گراد نگه دارد. این امر یکی از تهدیدهای اصلی برای عمر چرخه شارژ و دشارژ، به‌ویژه در شرایط سخت کارخانه‌ها یا نگهداری در فضای باز با دماهای بسیار بالا یا پایین را کنترل می‌کند.

BMS مبتنی بر هوش مصنوعی: هرچند آخرین نسخه BMS از یادگیری ماشینی برای تنظیم پویای پارامترهای شارژ و دشارژ استفاده می‌کند، این سیستم همچنین ساعاتی را که برای باتری مفیدتر است حفظ می‌کند. این امر باعث کاهش سرعت شارژ در بازه‌های بحرانی دمای اوج می‌شود و در نتیجه عمر چرخه باتری حفظ می‌گردد. شارژ کردن در این بازه‌ها یک سازش قابل قبول نسبت به میزان استفاده از انرژی است که سیستم می‌تواند در این شرایط فراهم کند.

این پیشرفت‌ها همچنان بهبودهایی در فناوری موجود هستند، به همین دلیل این بهبودها به بازارهای اصلی اوریگوتک اختصاص داده شده‌اند. برای کارخانه فرآوری مواد غذایی که از هموارسازی بار استفاده می‌کند، طول عمر عملیاتی ۱۰ ساله سیستم در دوره‌های اوج تقاضای فصلی بسیار حیاتی است. برای اپراتور نیروگاه مجازی، این امر تضمین می‌کند که عملکرد سیستم همچنان مؤثر باشد تا سهم سیستم در ثبات شبکه حفظ شود.

نتیجه‌گیری: اولویت‌دهی به طول عمر چرخه باتری لیتیومی برای آزادی انرژی