Lityum piller, ticari ve endüstriyel enerji depolama sistemlerinde enerji depolama ortamı olarak hizmet verir ve enerji çözümlerinin etkinliği, maliyeti ve sürdürülebilirliği pillerin işletme verimliliğine bağlıdır. Kararlı enerji tedarikine odaklanan işletmeler için lityum pillerin döngü ömrünü uzatma teknik zorluğu, enerjinin çevre açısından uygun kullanımında hayati öneme sahiptir.

Lityum iyon pil enerji depolama teknolojisinin birinci nesilden dördüncü nesle evrimini destekleyen ve gözlemleyen endüstri ve ticari enerji depolama alanındaki ilk şirket olarak, Origotek Co. Ltd, sektörde ve ticari enerji depolamada 16 yıllık derin tecrübesiyle özel enerji çözümleri sunmuştur. Bu sayede pik azaltma, yedek güç sağlama ve sanal elektrik santralleri uygulamalarında enerji talebi ile pil ömrü arasında denge kurulmasına katkı sağlamış ve enerji bataryası performansı üzerine içgörülü optimizasyonlar gerçekleştirmiştir. Bu makalede, endüstriyel uygulamalar ve teknolojik yenilikler, lityum pillerde yaşam döngüsünü azaltan temel faktörleri ve çevrim ömrüne ilişkin endüstriyel uygulamaları göstermek için bir araya getirilecektir.

1. Lityum Pil Çevrim Ömrünü Etkileyen Temel Faktörler

Bir lityum pilin döngü ömrü, pilin orijinal kapasitesinin %80'ine ulaşıncaya kadar gerçekleştirebileceği şarj-deşarj döngüsü sayısı olarak tanımlanır. Döngü ömrü kapasitesini tanımlamak için sektörün %80 standardı vardır. Bu metrikle ilgili bir dizi birbiriyle ilişkili yön vardır ve bu metriğin çeşitli yönlerini açıklayabilmek, bir pilin ömrünü uzatmak için temel niteliktedir.

1.1 Elektrot Malzemesi Bozulması

Lityum pillerde pozitif ve negatif elektrotlar, lityum iyonlarının interkalasyonu ve deinterkalasyonunun merkezi bölgeleridir. Sayısız döngü boyunca elektrot malzemesinin (lityum kobalt oksit, lityum demir fosfat vb.) kristal yapısı çöker ve kullanılabilir lityum iyonu sayısı azalır. Örneğin ticari enerji depolama ürünlerinde uzun süreli yüksek akımla şarj edilme durumunda, negatif elektrot üzerinde "ölü lityum" oluşumu hızlanır. "Ölü lityum", tekrar pozitif elektrota interkale olamayan lityum iyonlarıdır ve bunun sonucunda pil kapasitesi ve çevrim ömrü önemli ölçüde düşer.

1.2 Şarj-Deşarj Yönetim Hataları

Pil ömrünün kısalmasının en yaygın nedenlerinden biri şarj-deşarj parametrelerinin yanlış ayarlanmasıdır. Aşırı şarj (voltaj kontrolünün kaybı), elektrolitin ayrışmasına ve elektrot malzemelerinin oksidasyonuna neden olabilir; aşırı deşarj (kesme voltajının altına inilmesi durumunda kontrolün kaybı) ise negatif elektrotta geri dönüşümsüz hasara yol açar. Gerçek yaşam koşullarında, bazı işletmeler pil teknik özelliklerinin şarj cihazıyla uyumlu olmasına dikkat etmezler ve bu da aşırı şarj/aşırı deşarj durumlarına neden olur. Bu durum özellikle endüstriyel ve ticari amaçlarla kurulan pil sistemlerinin çevrim ömrü için oldukça zararlıdır.

1.3 Çevresel Sıcaklık Dalgalanmaları

Sıcaklık kontrolü, lityum pil sistemlerinin önemli bir özelliğidir. Sıcaklık 45°C'yi aştığında, pil elektrolitleri yüksek oranda akışkan hâle gelir ve istenmeyen elektrolit bozunması ve elektrotların korozyonu gibi yan reaksiyonlar meydana gelir. Diğer uçta, 0°C'nin altındaki koşullarda lityum iyon hareketi donar ve interkalasyon eksik kalır, bu da iç direncin artmasına neden olur. Sıcaklığın kontrol edilmediği aşırı durumlarda, pil döngü ömrü %30-%50 arasında azalabilir ve bu, farklı coğrafyalara sahip enerji depolama ile endüstriyel ve ticari uygulamalar için önemli bir sorun olarak kalmaktadır.

2. Lityum Pil Döngü Ömrünü Maksimize Etmek İçin Teknik Stratejiler

Origotek Co., Ltd., yukarıdaki faktörlerden kaynaklanan optimizasyon çabalarını dördüncü nesil endüstriyel ve ticari enerji depolama ürünlerinin Ar-Ge ve tasarımına entegre etmiştir. Bu stratejiler, karmaşık kullanım senaryolarında istikrarı korurken batarya ömrünü artırmayı amaçlamaktadır.

2.1 Elektrot Malzeme Formülasyonunu Optimize Etme

Dördüncü nesil ürünler için pozitif elektrota kristal yapının stabilitesini artırmak amacıyla niyobyumun iz miktarlarda eklenmesiyle elektrot malzeme oranlarını değiştirdik ve negatif elektrota 'ölü lityum' oluşumunu en aza indirmek için gözenekli karbon kaplama uyguladık. Bu değişiklikler, standart şarj-deşarj koşullarında üçüncü nesle kıyasla endüstriyel ve ticari enerji depolama pillerimizin ömründe %20'den fazla bir artış sağlamış olup artık 6.000 çevrimin üzerine çıkmıştır.

2.2 Akıllı Şarj-Deşarj Yönetimi Uygulama

Endüstriyel ve ticari uygulamalar için, herhangi bir şarj durumu (SOC) ve sıcaklık senaryosunda akım ve voltaj parametrelerini bağımsız olarak belirleyen ve ayarlayan Şarj ve Deşarj Yönetim Sistemi'ni (C&DMS) özelleştirdik.
• Şarj sırasında SOC %80 ve üzeri olduğunda, aşırı şarjı önlemek için sabit akıma geçer.
• Deşarj sırasında SOC %20 ve altına indiğinde, aşırı deşarjı önlemek için devre kesilir.
• Sanal güç santrali planlanmış operasyonları için deşarj ve şarj stratejisini geliştirmek üzere enerji yönetim sistemiyle gerçek zamanlı iletişim kuracak şekilde entegre edilmiştir ve SOC'ye göre optimize edilmiş tepe kesme özelliğine sahiptir.

2.3 Aktif Sıcaklık Kontrol Teknolojisi Kullanır

Tüm endüstriyel ve ticari enerji depolama sistemlerimizde sıcaklık dengeleme özellikleri bulunur. Bu nedenle enerji depolama sistemleri hem soğutma hem de ısıtma özelliklerine sahip çift modlu aktif sıcaklık sistemine sahiptir.
• Yüksek sıcaklık koşullarında, sıcaklık kontrollü sıvı ısı değiştiriciler aracılığıyla soğutma işlemi bataryanın sıcaklığını 25-35°C arasında tutar.
• Düşük sıcaklık koşullarında, bir ısı değiştiriciye sahip PTC ısıtıcı bataryaları ısıtır ve 5°C'nin üzerinde tutar. Özellikle şarj öncesinde, lityumun interkalasyonunun gerçekleşebilmesi için batarya normal şarj yapılabilir düzeye yani 5°C'nin üzerine gelene kadar ısıtılır.

Bu durum, sıcaklık uç noktalarında olan sistemlerin ömrünü ve güvenilirliğini büyük ölçüde artırır.

3. Endüstriyel ve Ticari Enerji Depolama Uygulamalarında Ömür Uzatma Stratejilerinin Kullanımı

Endüstriyel ve ticari senaryolarda sürdürülebilir enerji kullanımı açısından uzun ömürlü bataryalar yalnızca denklemin bir parçasıdır. Batarya ile talep yönetiminin entegrasyonu temeldir. Bu durum Origotek Co., Ltd. tarafından çeşitli müşteri kullanım örneklerinde doğrulanmıştır.

Örneğin, Şandong'daki özelleştirilebilir enerji depolama sistemi sanal elektrik santrali projesinde (10 MWh), pil ömrü stratejilerinin optimize edilmesi önemli bir fark yarattı. Akıllı bir BMS ve sıcaklık kontrol sistemi ile pillerin döngü ömrü 2 yıl sonra (1.500 döngüyü aşkın) başlangıç durumunun %90'ının üzerinde tutuldu. Müşterinin enerji yönlendirme verimliliği %15 arttı ve toplam pil değiştirme maliyeti neredeyse %40 düştü.

Tianjin'de bir üretim işletmesi için gerçekleştirilen başka bir tepe düzleştirme projesinde, dördüncü nesil endüstriyel ve ticari enerji depolama ürünlerimiz, işletme üretim programlarına göre şarj ve deşarj ritimlerini değiştirdi ve bu sayede işletmenin enerji dönüşüm sürecine destek sağlandı. Pil sistemi 4 yıldır kararlı bir şekilde çalışıyor ve işletmenin enerji dönüşüm çabalarını sorunsuz bir şekilde desteklemeye devam ediyor.

Sonuç

Lityum pil ömrü, malzeme teknolojisi entegre edildiğinde, akıllı yönetim uygulandığında ve tüm çevresel faktörler dikkate alındığında elde edilir. Pratik açıdan bakıldığında, enerji depolama maliyetlerinin düşmesi ve pil ömrünün uzatılması, ekosistemdeki endüstriyel ve ticari işletmeler için kazan-kazan bir durumdur.

Endüstriyel ve ticari kullanım için enerji depolama pazarında, Origotek Co., Ltd'nin agresif olarak edindiği enerji depolama uygulamaları ve uzmanlığı, dördüncü nesil enerji depolama sistemlerinin yinelemesiyle uyumlu özel pil performans optimizasyon çözümlerinin tasarımı üzerine odaklanmaya devam edecektir. Müşterilerimizi, gelişmekte olan ülkelerin toplumlarında enerji sürdürülebilirliğine yatırım yolculuğunda, endüstriyel ve ticari sektörlerde enerji depolama sistemleri ile desteklemeye devam edeceğiz.