BESS объяснила: почему элементы аккумуляторной батареи определяют качество

BESS работает на аккумуляторных элементах: качество элементов на самом деле определяет производительность системы

Прямой ответ таков: а. аккумуляторная система накопления энергии (BESS) настолько надежен, безопасен и долговечен, насколько аккумуляторные батареи для хранения энергии упаковано внутри него. Каждый модуль, каждая упаковка и каждый мегаватт-час полезной мощности в BESS восходят к отдельной ячейке — ее химическому составу, производственным допускам и сертифицированным показателям безопасности. Две системы могут иметь одинаковую паспортную мощность и инвертор, но при этом сильно различаться по сроку службы, скорости деградации и пожарной безопасности просто потому, что в одной используются хорошо контролируемые, точно подобранные элементы, а в другой — нет.

Сегодня это различие имеет большее значение, чем когда-либо, поскольку развертывания BESS масштабируются от резервных блоков с одним шкафом до установок мощностью в несколько мегаватт-часов, поддерживающих коммерческие объекты, микросети и подключенные к сети станции хранения. В этом масштабе небольшая разница в согласованности на уровне ячеек распространяется на тысячи ячеек, превращая незначительное сокращение производства в измеримый разрыв в предоставленной мощности и сроке службы. В этой статье объясняется, что именно отличает высококачественное аккумуляторные батареи для хранения энергии от посредственных, как эти ячейки превращаются в готовый BESS и что покупатели должны проверить, прежде чем совершить сделку с поставщиком.

Что на самом деле представляет собой BESS и где используются аккумуляторные элементы

A аккумуляторная система хранения энергии хранит электроэнергию химическим способом, чтобы ее можно было высвободить позже, по требованию — сглаживая выработку солнечной и ветровой энергии, сдвигая плату за потребление в часы пик или обеспечивая аварийное резервное питание. BESS состоит из трех структурных слоев, каждый из которых вложен в следующий:

• Ячейка — наименьший герметичный электрохимический агрегат, запасающий энергию; вот где аккумуляторные батареи для хранения энергии жить
• Модуль — несколько ячеек, соединенных последовательно и параллельно, с проводкой, датчиками и структурной опорой.
• Пакет / Система - несколько модулей в сочетании с системой управления батареями (BMS), терморегулированием и часто системой преобразования энергии (PCS)

Поскольку клетка находится в самом низу этой структуры, любая слабость на уровне клетки — непостоянная емкость, плохой контроль внутреннего сопротивления или нестабильный химический состав — усиливается по мере продвижения вверх по модулю и упаковке. Вот почему серьезная оценка BESS всегда начинается с элемента, а не с готового шкафа.

Почему аккумуляторные батареи повышают производительность BESS

Четыре характеристики на уровне ячейки определяют почти все, как готовая BESS будет работать в полевых условиях. Каждый из приведенных ниже вариантов несет в себе особый инженерный компромисс.

• Цикл жизни — количество полных циклов зарядки-разрядки, которые может выполнить элемент, прежде чем его емкость упадет ниже полезного порога, обычно от 70 до 80 процентов от первоначальной емкости.
• Плотность энергии — сколько энергии сохраняется на единицу веса или объема, что напрямую влияет на занимаемую площадь и стоимость доставки
• Термическая стабильность — насколько химический состав элемента устойчив к тепловому выходу из-под контроля в условиях неправильного обращения, например, при перезарядке или физическом повреждении.
• Ячейка-to-cell consistency — насколько близко совпадают ячейки по емкости и внутреннему сопротивлению, что определяет, насколько равномерно стареет модуль с течением времени.

Плохая согласованность особенно вредна, потому что BMS пока может только сбалансировать упаковку. Если элементы значительно отличаются от заводских, самый слабый элемент в последовательной цепочке всегда будет полностью заряжен или разряжен первым, что фактически ограничивает полезную емкость всей цепочки.

Сравнение химического состава элементов основной батареи, используемых в BESS

Не все аккумуляторные батареи для хранения энергии используйте ту же химию. Выбор материала катода напрямую влияет на запас прочности, срок службы и стоимость, поэтому выбор химического состава является одним из первых решений в любой конструкции BESS.

Для большинства стационарных приложений BESS Клетки LFP являются доминирующим выбором потому что их кристаллическая структура оливина сопротивляется выделению кислорода при высоких температурах, что дает им более широкий запас безопасности, чем химические препараты на основе кобальта — критический фактор для систем, которые находятся на складах, крышах или рядом с жилыми зданиями в течение десятилетия или более.

Ключевые показатели производительности, которые следует проверить в таблице данных ячейки

Прежде чем выбирать поставщика BESS, покупатели должны запросить техническое описание на уровне ячейки, а не полагаться только на маркетинговые показатели на уровне системы. Следующие показатели показывают реальное качество аккумуляторные батареи для хранения энергии используется:

1. Номинальная емкость и условия испытаний, в которых она измерялась (температура, скорость разряда)
2. Срок службы при заявленной глубине разряда и пороге емкости в конце срока службы
3. Диапазон внутреннего сопротивления в производственной партии, что указывает на постоянство производства.
4. Диапазон рабочих температур для зарядки и разрядки
5. Скорость саморазряда в месяц, что влияет на долгосрочное использование приложений в режиме ожидания.

Поставщик, который не может предоставить данные о согласованности на уровне партии, такие как распределение внутреннего сопротивления по всей производственной партии, является сигналом о том, что сортировка и сортировка клеток не могут строго контролироваться, что увеличивает риск неравномерного старения внутри готовой упаковки.

Также стоит задаться вопросом, как были получены данные о сроке службы. Срок службы, измеренный при небольшой глубине разряда и умеренной температуре окружающей среды, всегда будет выглядеть лучше на бумаге, чем измеренный в реальных полевых условиях. Запрос протокола испытаний за числом — глубина разряда, скорость зарядки и разрядки, а также температура испытания — дает гораздо более точную картину того, как элементы будут работать после установки.

Как клетки превращаются в полноценный BESS

Обработка сырья аккумуляторные батареи для хранения энергии в сертифицированную развертываемую систему BESS следует последовательной последовательности проектирования:

Шаг 1 — Сортировка и оценка ячеек

Поступающие элементы проверяются и группируются по емкости и внутреннему сопротивлению, так что в одну последовательную цепочку собираются только близко совпадающие элементы.

Шаг 2 — Сборка модуля

Согласованные элементы соединены последовательно и параллельно, оснащены датчиками напряжения и температуры и заключены в структурный корпус.

Шаг 3 — Интеграция пакета

Модули объединяются с системой управления батареями, системой управления температурным режимом (с воздушным или жидкостным охлаждением) и защитным корпусом, образуя готовый блок или шкаф.

Шаг 4 — Тестирование на уровне системы

Собранная система проходит циклическую зарядку-разрядку, термические испытания и проверку безопасности, прежде чем она будет сертифицирована для отправки.

Сертификаты, подтверждающие настоящую безопасность клеток

Поскольку BESS обычно устанавливается на десять или более лет, необходима сертификация безопасности базовой системы. элементы батареи не подлежит обсуждению. Наиболее актуальные стандарты, которые следует запросить у любого поставщика, включают:

• УЛ 1973 г. — основной стандарт безопасности США для стационарных аккумуляторных батарей.
• МЭК 62619 — международный стандарт безопасности, охватывающий вторичные литиевые элементы и батареи для промышленного применения.
• ООН 38.3 — обязательные транспортные испытания, подтверждающие безопасность аккумуляторов при отправке по воздуху, морю и автомобильным транспортом.
• CE/РоХС — Доступ к европейскому рынку и соблюдение требований по опасным веществам

Эти сертификаты подтверждают, что независимые испытательные организации проверяли химический состав элементов, логику системы управления батареями и конструкцию корпуса в условиях неправильного обращения, а не только при нормальной эксплуатации.

Практический контрольный список для оценки ячеек поставщика BESS

Используйте следующий контрольный список при сравнении поставщиков аккумуляторные батареи для хранения энергии и готовая продукция BESS:

• Запросите таблицу данных на уровне ячейки, а не только спецификацию на уровне системы.
• Подтвердите сертификацию UL 1973 и IEC 62619 для конкретной указанной комбинации элемента и блока.
• Спросите, выполняет ли производитель сортировку и классификацию клеток самостоятельно или получает предварительно отсортированные клетки у третьих лиц.
• Ознакомьтесь с условиями гарантии на гарантированную сохраняемую мощность после указанного количества циклов или количества лет.
• Проверьте сертификацию системы качества производства, например IATF 16949, которая указывает на управление процессами автомобильного уровня.

Поставщики с вертикально интегрированным производством — от тестирования элементов до сборки модулей и упаковок — обычно способны обеспечить более полную отслеживаемость, чем те, кто собирает упаковки из непроверенных элементов внешнего источника.

Приобретение аккумуляторных батарей от вертикально интегрированного производителя

Ningbo Nxten Energy Technology Co., Ltd. разрабатывает и производит аккумуляторные батареи для хранения энергии наряду с модулями, пакетами и полными шкафами BESS, что дает ему прямой контроль над сортировкой ячеек, сборкой модулей и окончательным тестированием системы вместо того, чтобы полагаться на непроверенные компоненты внешнего источника. Производственные мощности компании сертифицированы по стандарту IATF 16949, а ее продукция разработана в соответствии с UL 1973 и IEC 62619, двумя международными стандартами, наиболее важными для безопасности стационарных накопителей энергии. Такая вертикальная интеграция — от необработанного элемента до готового шкафа — обеспечивает более жесткий контроль согласованности между ячейками и более четкую отслеживаемость, чем поставщик, который собирает упаковки только из ячеек сторонних производителей. Покупателям, сравнивающим варианты, стоит спросить любого потенциального поставщика BESS, производят ли они свои собственные элементы или поставляют их извне, поскольку этот единственный фактор оказывает огромное влияние на долгосрочную стабильность и гарантийную надежность.

Заключительный вывод

A аккумуляторная система хранения энергии определяется с нуля качеством его аккумуляторные батареи для хранения энергии . Выбор химического состава, согласованность между клетками, сертифицированные показатели безопасности и отслеживаемость производства — все это имеет большее значение, чем любое отдельное маркетинговое заявление на системном уровне. Покупатели, которые запрашивают таблицы данных на уровне ячеек, подтверждают сертификацию UL 1973 и IEC 62619 и выбирают поставщиков с вертикально интегрированным производством, с гораздо большей вероятностью получат BESS, который надежно обеспечивает свою номинальную мощность в течение полного десятилетия службы, а не тот, который непредсказуемо ухудшается в течение первых нескольких лет.