Безбедност и топлотна стабилност у стационарном БЕСС-у

Тхермална температура почетка бегања и понашање ширења: ЛФП против НМЦ

Када је у питању топлотна стабилност, литијум-жеровне фосфате (ЛФП) батерије се истичу у поређењу са варијантама никел-манган-кобалт (НМЦ), што их чини много сигурнијим за употребу у стационарним батеријским системима за складиштење енергије (БЕСС Трпелна несташа се дешава око 270 степени Целзијуса за ЛФП батерије, што је далеко изнад 150-200 степени где НМЦ батерије почињу да се пропадају. Ова разлика се свезује на јаче фосфатно-киселичне везе у ЛФП и минимално ослобађање кисеоника када се разлагају. Истинска корист? ЛФП ћелије производе око 80% мање запаљивог гаса од својих колега и ослобађају топлоту брзином од 5 степени Целзијуса у секунди или мање када нешто не иде како се пожари не би лако ширили из једне ћелије у другу. С друге стране, НМЦ батерије имају ове реакције брзог спаљивања и емитују гасове који захтевају више слојева заштите, укључујући ствари као што су системи за хлађење течности, одговарајуће подешавања вентилације, па чак и механизми за гашење пожара само да би се спречила ланчана реакција када се једна

Импликације на нивоу система: Како сложеност топлотног управљања утиче на поузданост и ОПЕКС

Тхермална стабилност уграђена у ЛФП значи да је много лакше управљати проблемима управљања топлотом и генерално доводи до боље поузданости током времена. Већина НМЦ инсталација треба сложене системе хлађења течности заједно са додатним мерама безбедности само да би се спречили опасни прегревање. Али решења за складиштење батерија на бази ЛФП-а често добро раде са једноставним методама хлађења ваздухом или чак и основним круговима хлађења течности. Ове разлике се преведу у стварне уштеде новца. Бројеви кажу прилично јасно - НМЦ системи на крају коштају између 30 и 50 посто више у оперативним трошковима јер троше толико хладног енергије, имају делове који захтевају константну пажњу и укључују све оне вишак безбедносних функција. Тестирање у стварном свету показује да LFP поставке имају тенденцију да имају око 20 посто мање неочекиваних искључења и да трају дуже између потребних провера одржавања. За објекте у којима неисправност система није опција и прогнозирање буџета је веома важно, ове карактеристике перформанси чине ЛФП батерије практичним избором упркос томе што неки могу сматрати њиховим ограничењима.

Напомена: Нису укључене спољне везе јер ниједан ауторитативни извор (authoritative=true) није испунио критеријуме релевантности по глобалним правилима.

Живот циклуса и дугорочна деградација у стварном складиштењу енергије

Деградација у циклусу парцијалног стања наплате (нпр. соларна сопствена потрошња, арбитража мреже)

Када је реч о циклусу парцијалног наплате - нешто што стално видимо у соларним системима и уређајима за складиштење на мрежи - литијум-жељан-фосфатне (ЛФП) батерије заиста се истичу у поређењу са алтернативама за никел-манган-кобалт (НМЦ). Већина ових апликација само делимично користи енергију, обично остајући наплаћени између 20% и 80% током цикла рада. Ова врста употребе не чини много напетост на стабилну структуру оливина која чини ЛФП катоде. Ако се погледају бројке стварне перформансе, ЛФП батерије имају тенденцију да губе капацитет за око половину брзине НМЦ батерија када су изложене сличним условима ПСОК. Према извештају BloombergNEF-а из 2023. године, ЛФП батерија ће и даље имати више од 80% свог првобитног капацитета након што прође кроз 4.000 циклуса пуњења на 50% дубине пуњења, док већина НМЦ батерија достиже исту ознаку након само око 2.000 циклуса. Ствари се још горе за НМЦ батерије у ситуацијама када су стално наплаћени и испуштени у малим порастинама. Њихова слојена оксидна структура катода има тенденцију да се крче током времена, посебно јер имају стрмљију криву напона и много јаче реагују на промене околне температуре.

Уколико је потребно, може се користити и за решење проблема са уносом и за решење проблема са уносом.

Реални подаци из 12.000 инсталација (20202024) потврђују предност ЛФП у дуговечности у свим сегментима апликација:

*Одређено као године до 80% задржавања капацитета

Разлике између Ц&И система постају заиста приметне зато што циклирају чешће и стално су изложени различитим температурама. За НМЦ батерије, њихова зависност од кобальта значи да се почевају брже разлагати када температуре пређу 25 степени Целзијуса. Тестирање у стварном свету показује да ове батерије сваке године губе око 2,1% капацитета у поређењу са само 1,2% за ЛФП батерије у нормалним климатским условима. Гледајући ствари у наредних петнаест година, то заправо значи да се ЛФП батерије замене 40% ређе од НМЦ батерија, што смањује и новац потрошен за нове батерије и изгубљено време када системи требају одржавање. Плус, ЛФП батерије боље управљају топлотом, тако да трају дуже у уским просторима где је или немогуће или превише скупо инсталирати одговарајуће системе хлађења.

Укупни трошкови власништва: Трошкови капитала, ЛЦОЕ и материјална економија

НМК зависан од кобальта против ЛФП богатих гвожђеним фосфатом: трошкови сировина и отпорност ланца снабдевања

Ланци снабдевања НМЦ батерија имају озбиљне проблеме када је у питању стабилност, углавном због непредвидивих цена кобальта и политичког извоза већине кобальта у свету. Погледајте шта се десило са ценама кобальта - оне су полудели, скочиле су за више од 300 одсто од 2020. до 2024. године према подацима бенчмарк минерал интелегенције из прошле године. Таква дивља флуктуација чини да је за произвођаче веома тешко правилно планирати своје буџете. С друге стране, технологија ЛФП потпуно избегава ове проблеме јер уместо тога користи гвожђе и фосфат. Ови материјали су много лакши за стицање у различитим деловима света, а већ постоји добро успостављена рударска инфраструктура за њих која не подиже превише етичких црвених застава. Шта је крајње? Компаније могу уштедети око тридесет посто на трошковима сировина, а истовремено избегавају те сложна етичка питања која се односе на малог обима кобалтних рударских операција. Вуд Меккензи је 2023. године известио да се ланци снабдевања ЛФП суочавају са око четрдесет посто мањим ризиком од политичке нестабилности у поређењу са НМЦ колегама. Ова смањена рањивост даје инвеститорима већи мир ума у погледу дугорочних изгледа финансирања и осигурава да ће компоненте бити доступне када је потребно.

Уравњена трошкови електричне енергије (LCOE) у поређењу током 10-годишњег живота система

ЛФП батерије имају тенденцију да имају нижу изравнену цену електричне енергије (ЛЦОЕ) која мери колико кошта производити сваки киловат сат током времена, иако су прво са мало веће цене. Наравно, НМЦ батерије су јефтиније од 15 до 20 посто. Али када погледамо дубље, ЛФП траје дуже, око 6.000 циклуса у поређењу са NMC-ом од око 4.000. Плус, ЛФП се бавно деградише током операција са делимичним стањем наплате и не треба толико топлотне управљање. Према истраживању NREL-а објављеном прошле године, LFP заправо резултира бољим LCOE бројем од 10 до 15 посто након десет година када се користи за складиштење на великој машини. У пракси, предузећа која инсталирају системе за складиштење енергије у батеријама могу да уштеде било где између 120 и 180 хиљада долара по инсталираном мегават-саат, јер мање често замењују своје системе и троше мање на захтјеве за хлађење.

Трговина за густину енергије, отпечатак и испоруку енергије

Утицај волуметријске и гравиметријске густине на комерцијалне инсталације са ограниченим простором

Када је реч о комерцијалним системима за складиштење енергије у батеријама, количина енергије у паковању по литру заиста је важна за то да ли је нешто стварно изводљиво. Ово је посебно тачно у градовима где сваки квадратни метар броји на местима као што су трговачки центри или велике складиште. Погледајте НМЦ батерије у поређењу са ЛФП батеријама. НМЦ тип спакује било где од 30 до 50 посто више енергије у исти простор. Говоримо о око 350 до 500 Wh/L у поређењу са само 200 до 300 Wh/L за LFP. То чини огромну разлику када покушавате да све упаднете у тешке просторе. Гравиметријска густина, која мери енергију по килограму, утиче на то колико би било потребно структурног подршка. Али искрено, већина људи се не брине превише о тежини када инсталирају ове системе јер су обично фиксирани на месту.

Када је реч о додавању соларних панела на врх постојећих зграда или ретрофитима где једноставно нема додатног простора за рад, НМЦ батерије често имају више смисла од ЛФП, упркос њиховим већим укупним трошковима власништва. Према истраживању објављеном прошле године о мрежним системима, за распоређивање ЛФП батерија потребно је од 25 до скоро 40 посто више простора за исту количину складиштења енергије. То се преводи у око 15 до 30 долара по киловат-часу додато на трошкове инсталације јер све остало постаје скупије када се распоређује на већим површинама. Ипак, вредно је напоменути да литијум-жељан фосфат остаје прилично јак кандидат за фабрике и нове развојне пројекте где је пуно отвореног земљишта што чини да величина није проблем. Током година рада, ове безбедносне карактеристике, плус дужи животни век и нижи трошкови текућег одржавања дају ЛФП стварне понуде вредности које се стално развијају.

Често постављене питања

Које су главне разлике у топлотној стабилности између ЛФП и НМЦ батерија?

ЛФП батерије имају већу топлотну температуру одбијања око 270 степени Целзијуса у поређењу са 150-200 степени Целзијуса за НМЦ батерије. ЛФП ћелије производе око 80% мање запаљивих гасова и ослобађају топлоту спорије, што их чини сигурнијим у стационарном БЕСС-у.

Како батерије ЛФП утичу на свеукупне оперативне трошкове (ОПЕКС)?

Због своје супериорне топлотне стабилности, ЛФП батерије захтевају мање сложене системе хлађења и мере безбедности. То резултира 30-50% нижим оперативним трошковима у поређењу са НМЦ системима.

Како се живот циклуса ЛФП батерија упоређује са НМЦ-ом у сценаријама парцијалног стања наплате?

ЛФП батерије губе капацитет за око половину брзине НМЦ када су изложене условима ПСОЦ, одржавајући више од 80% капацитета након 4.000 циклуса у поређењу са 2.000 за НМЦ батерије под сличним условима.

Који је утицај трошкова сировина на ланце снабдевања ЛФП и НМЦ?

ЛФП батерије користе обилно гвожђе и фосфат, избегавајући етичка и економска питања кобальта који се користи у НМЦ батеријама. То доводи до смањења трошкова сировина за ЛФП за 30%.

Који тип батерије је бољи за инсталације са ограниченим простором?

За локације са ограниченим простором, НМЦ батерије су пожељне због њихове веће волуметричке и гравиметријске густине, упркос њиховим већим укупним трошковима власништва.