Kello on kaksi yöllä tammikuisena pakkaspäiväisenä tiistaina. Puhelimesi soi. Se on järjestelmähälytys: syrjäinen tietoliikennemasto vuoristosolassa on juuri sammunut. Tarkistat diagnostiikan. Aurinkoverkko on kunnossa, Eltekin UPS on kunnossa, mutta akkujen jännite on romahtamassa. Nopeasti. LiFePO4-akku ei kestänyt pakkasta ja heikkoa talviaurinkoa, vaikka siinä oli luotettava lämmitin.
Nyt rekan kaatuminen on lähellä. Toiminta-aikojen SLA:t ovat vaarassa. Joudut miettimään, olisiko olemassa parempaa tapaa syöttää virtaa näihin kriittisiin, vaikeasti saavutettaviin kohteisiin.
Jos tämä skenaario tuntuu liian todelta, et ole yksin. Vuosien ajan olemme kaikki luottaneet litium-rautafosfaattiin (LiFePO4) teollisen energian varastointiin. Ja hyvästä syystä - oikeissa olosuhteissa. Mutta ulkokäyttöön kovassa ilmastossa? Alamme nähdä säröjä. Isoja. On aika käydä vakavaa, strategista keskustelua paremmin soveltuvasta teknologiasta: natriumionista.
12v 100ah natriumioniakku
12v 200ah natriumioniakku
Miksi ulkokäyttöön tarkoitetut UPS-järjestelmät tarvitsevat älykkäämmän akustrategian?
Kun hallinnoit useita ulkosähköjärjestelmiä, kuten Eltekin tasasuuntaajilla toimivia järjestelmiä, akustrategia on paljon muutakin kuin vain ampeeritunteja. Kyse on kokonaiskäytettävyydestä. Ennakoitavissa olevat huoltovälit. Ja kokonaiskustannuksista (TCO), jotka eivät karkaa käsistä. Juuri tässä kohtaa tavanomainen lähestymistapa alkaa hajota.
LiFePO4-akkujen keskeinen haaste? Se on yksinkertainen. Niiden suorituskyky romahtaa pakkasen alapuolella. Ne eivät yksinkertaisesti pysty latautumaan tehokkaasti tai lainkaan alhaisissa lämpötiloissa ilman ulkoista lämmitysratkaisua. Ja tämä yksi heikkous tuo mukanaan koko joukon ongelmia.
- Lisääntynyt monimutkaisuus: Nyt sinulla on toinenkin komponentti (lämmitin), joka kuluttaa virtaa ja, kuten arvasitkin, voi pettää. Lisää monimutkaisuutta. Lisää ongelmia.
- Energiajäte: Osa kallisarvoisesta aurinko- tai verkkovirrasta ohjataan vain pitämään akku riittävän lämpimänä latausta varten. Se on vain hukkaan heitettyä energiaa.
- Arvaamaton käyttöaika: Jos lämmitin pettää tai ei vain pysy perässä, akku ei lataudu. Varakäyntiajastasi tulee täydellinen arvausleikki.
Strateginen kysymys, joka meidän on esitettävä, on seuraava: miten voimme rakentaa UPS:n etäkäyttöönottoja, jotka ovat yksinkertaisempia, joustavampia ja taloudellisesti ennustettavia - riippumatta siitä, mitä sää aiheuttaa?
Mitä Eltek UPS -käyttäjät kohtaavat kentällä?
Kokemuksemme mukaan teollisuusasiakkaiden kanssa työskentelyssä kipupisteet ovat aina samat. Sillä ei ole väliä, sijaitseeko työmaa Pohjoismaissa, Kalliovuorilla tai missä tahansa muualla, missä on kylmää. Tarina on pelottavan tuttu. Aurinkoenergialla toimiva syrjäinen työmaa, LiFePO4-akut, vähäinen talviaurinko ja pakkanen. Se on täydellinen myrsky epätäydellisille latausjaksoille. Tai pahempaa. Järjestelmän suoranainen seisokki.
Tämä tarkoittaa suoraan suuria käyttökustannuksia (OPEX). Jokainen kuorma-auton ajo etäpaikalle järjestelmän uudelleenkäynnistämiseksi maksaa aikaa ja rahaa. Etädiagnostiikka monimutkaistuu, kun kylmään kastuneiden akkujen aiheuttamat jatkuvat jännitteen laskut aiheuttavat väärien hälytysten tulvan. Entä se alkuperäinen "säästö" tavallisessa LiFePO4-järjestelmässä? Se haihtuu. Nopeasti. Etenkin, kun otetaan huomioon lämmittimien ja lisäeristyksen kustannukset sekä näiden hankalien kokoonpanojen hallintaan tarvittava työvoima.
Miksi natriumioniakku on strategisesti parempi vaihtoehto
Tässä kohtaa natriumioniakku (Na-ion) -teknologia muuttaa koko pelin. Haluan tehdä selväksi, että kyseessä ei ole mikään marginaalinen parannus. Kyse on perustavanlaatuisesta muutoksesta, jolla puututaan suoraan litiumkemian ensisijaiseen heikkouteen ulkokäyttöön tarkoitetuissa sovelluksissa. Insinööreille ja teknisille ostajille tekniset tiedot puhuvat puolestaan.
Taulukko 1: Tekninen syväsukellus: LiFePO4 48 V:n järjestelmissä: natriumioni vs. LiFePO4
| Parametri | Natriumioni (Na-ioni) | LiFePO4 (LFP) | Tärkein asia Outdoor UPS:lle |
|---|
| Latauslämpötila | -20°C - 70°C (-4°F - 158°F) | 0°C - 45°C (32°F - 113°F) | Na-ionien massiivinen latausikkuna poistaa lämmittimien tarpeen, joka on merkittävä vika- ja energiahäviökohta. |
| Purkulämpötila | -40°C - 70°C (-40°F - 158°F) | -20°C - 60°C (-4°F - 140°F) | Na-ionien käyttölämpötila-alue on huomattavasti laajempi molemmissa päissä. |
| Syklin käyttöikä (80% DoD) | ~4,000+ sykliä | ~4,000 - 6,000 sykliä | Na-ionin syklin kesto on nyt suoraan kilpailukykyinen korkealaatuisen LFP:n kanssa, mutta sen todellinen suorituskyky on ennustettavampi, koska kylmä ei heikennä sitä. |
| Turvallisuus ja liikenne | Erinomainen lämmönkestävyys. Voidaan kuljettaa 0V:n jännitteellä. | Erittäin turvallinen, mutta sen on säilytettävä varaustila kuljetuksen aikana. | Na-ionit yksinkertaistavat logistiikkaa ja ovat luonnostaan turvallisempia käsitellä ja varastoida, kun ne ovat täysin purkautuneet. Ei epäilystäkään. |
| Energiatiheys (Wh/kg) | ~89 Wh/kg (perustuu 1200Wh / 13.5kg). | ~150 - 190 Wh/kg | LFP on kompaktimpi, mutta se on tarkoitettu kiinteään UPSiin, Toimintavarmuus kylmässä on paljon kriittisempi asia kuin pieni koko- tai painoetu. |
| Ydinmateriaalit | Natrium, rauta, mangaani (runsaasti) | Litium, rauta, fosfaatti (litium on rajoitettu). | Na-ion tarjoaa vakaamman, eettisemmän ja ennustettavamman toimitusketjun. Se vähentää riskiä pitkäaikaisissa hankkeissa. |
Hankkiutumalla eroon lämmittimestä luodaan järjestelmä, joka on pohjimmiltaan yksinkertaisempi. Luotettavampi. Vähemmän vikapisteitä tarkoittaa vähemmän myöhäisillan hälytyksiä ja vähemmän kalliita käyntejä kohteessa. Arkkitehtuuri on tyylikkään yksinkertainen. Ja se on täysin yhteensopiva Eltekin tasasuuntaajien ja nykyisten verkonhallintajärjestelmien kanssa.
Alhaisemmat kokonaiskustannukset (TCO) 5 vuoden aikana
Hankinnasta vastaaville ja insinööreille - ihmisille, jotka keskittyvät lopputulokseen - natriumionien TCO-argumentti kylmissä ilmastoissa on kiistaton. Todelliset säästöt eivät ole akun tarrahinnassa. Ei edes lähellekään. Ne ovat järjestelmän koko käyttöbudjetissa sen elinkaaren aikana.
Mallinnetaan tämä hypoteettiselle 100 etäpaikan verkolle.
Taulukko 2: 5-vuotinen kokonaiskustannusmalli (TCO): 100 paikan ulkoverkko
| Kustannuskomponentti (5 vuoden ennuste) | LiFePO4-järjestelmä (lämmittimillä) | Natrium-ionijärjestelmä (lämmittimetön) | Taloudellinen vaikutus |
|---|
| CAPEX: akkupaketit | ~$500,000 | ~$480,000 | Alustavat kustannukset ovat vertailukelpoisia ja suuntautuvat Na-ionin eduksi. |
| CAPEX: Lämmittimet ja säätimet | ~$50,000 | $0 | Kokonaisvaltainen kustannusten ja monimutkaisuuden alajärjestelmä on poissa. |
| OPEX: Lämmitysenergia | ~$25,000 | $0 | Suorat energiansäästöt. Ei mitään järkeä. |
| OPEX: Kylmään liittyvä kunnossapito | ~$150,000 (3 matkaa/paikkakunta/vuosi @ $100). | ~$0 | Tämä on suurin yksittäinen toiminnallinen säästö. Välttää kuorma-auton rullailun akkuvikojen vuoksi. |
| Ennakoitu 5 vuoden TCO | ~$725,000 | ~$480,000 | ~34% TCO:n vähentäminen |
Huomautus: Nämä ovat havainnollistavia arvioita. Säästösi voivat olla vieläkin suuremmat.
Kuten huomaat, säästöt lämmittimien ja ennaltaehkäisevien huoltokäyntien poisjättämisestä ovat huomattavat. Se johtaa huomattavasti alhaisempaan TCO-arvoon.
Natriumionien käyttöönotossa ei ole kyse vain nykypäivän ongelmien ratkaisemisesta. Kyse on kestävämmän ja kestävämmän verkon rakentamisesta tulevaisuutta varten.
- Resilienssi keskittyy: Laajemman käyttölämpötila-alueen ja vankan käyttöiän ansiosta nämä järjestelmät ovat yksinkertaisesti vähemmän hauraita. Äärimmäiset sääolosuhteet vaikuttavat niihin vähemmän. Epäjohdonmukainen lataus vaikuttaa niihin vähemmän.
- Kestävä kehitys: Natriumioniakut eivät sisällä litiumia. Ei kobolttia. Ei nikkeliä. Tämä vapauttaa organisaatiosi epävakaisista toimitusketjuista ja eettisistä ongelmista, joita nämä materiaalit aiheuttavat.
- Tekninen joustavuus: Se sopii täydellisesti yhteen aurinkoenergian, hybridigeneraattorin tai puhtaasti verkkoon kytkettyjen UPS-kokoonpanojen kanssa. Se vain yksinkertaisesti toimii.
Päivitys LiFePO4-akusta natriumioniakkuun pohjoismaisessa ulkoverkossa
Kerron teille todellisen tarinan. Eräs teleoperaattori Skandinaviassa oli juuri kamppailemassa syrjäisten radiopaikkojensa verkon kanssa.
- Ennen: Heidän kohteissaan oli LiFePO4-akkuja ja kaappilämmittimiä. Talvella lataus oli epävakaa. Niiden oli tehtävä usein kalliita tarkastuksia. Se oli heidän sanojensa mukaan painajainen.
- Sen jälkeen: Autoimme heitä ottamaan käyttöön drop-in-korvausjärjestelmän. A 48V natriumioniakku järjestelmä on rakennettu meidän 12V natriumioniakku moduulit. He poistivat lämmittimet kokonaan.
- Tulos: Toiminnanharjoittaja poisti kaikki akkuun liittyvä talvihuolto. Verkon käytettävyys parani mitattavasti. Lisäksi käyttömenot vähenivät merkittävästi. Valtava voitto.
Pitäisikö sinun miettiä uudelleen akkustrategiaasi?
Kysy itseltäsi nämä kysymykset. Ole rehellinen.
Toimivatko järjestelmänne alle 0 °C:n (32 °F) lämpötiloissa? Käytätkö Eltek-, Delta- tai vastaavia ulkokäyttöön tarkoitettuja UPS-järjestelmiä? Käytättekö aurinkoenergiaa, erityisesti talvella? Käytättekö todella Haluatko vähentää huomattavasti työmaakäyntejä ja tappaa lämmittimeen liittyviä kustannuksia?
Jos vastasit myöntävästi kahteen tai useampaan näistä, natriumioni ansaitsee vakavaa, vakavaa tarkastelua.
Modulaarisuuden voima: UPS:n mukautetut ratkaisut ulkokäyttöön
Tarjoamme erittäin joustavan, rakennuspalikoista koostuvan lähestymistavan. Näin voit rakentaa täsmällisen energiaratkaisun mihin tahansa teollisuuskohteeseen. Kyse ei ole yhden koon akun pakottamisesta sinulle. Kyse on äärimmäistä skaalautuvuutta koskevien työkalujen tarjoamisesta.
- Säätiö: Standardoidut 12V-moduulit: Koko ekosysteemimme rakentuu kahdelle ydintuotteelle: The 12V 100Ah natrium-ioniakku ja 12V 200Ah natrium-ioniakku.
- Verraton skaalautuvuus 4S4P:n avulla: Tässä on pelin käännekohta. Edistyksellinen BMS- ja kennotekniikkamme tukevat täysin jopa seuraavia kokoonpanoja neljä moduulia sarjassa ja neljä säiettä rinnakkain (4S4P).. Tämä tarkoittaa, että voit käyttää täsmälleen samaa 12V-moduulia rakentaaksesi perus 48V 100Ah pakkauksen (4S1P) tai skaalata sen aina massiiviseen 100Ah pakkaukseen asti. 48V 800Ah tehopankki (käyttäen 200Ah-moduuleja 4S4P-asennuksessa) kriittisimpiin kohteisiisi.
- Monipuoliset jännitelähdöt: Modulaarisuuden ansiosta on helppo luoda vankka 48V järjestelmät telealan UPS tai mukautettu 24V-järjestelmät muita teollisuuslaitteita varten.
- Kestävä, integroitu muotoilu: Jokainen kokoonpano on sijoitettu kestävään, IP65+ säänkestävään koteloon. Kaikkea ohjaa yksi älykäs BMS, joka takaa tasapainoisen ja luotettavan suorituskyvyn koko paketissa.
Tuloksena on täysin integroitu 48 voltin akkujärjestelmä. Suunniteltu saumattomaksi korvaa vanhat LiFePO4-yksiköt.-mutta paljon, paljon joustavammin ja joustavammin.
Päätelmä
Mikä on lopputulos? Sanon suoraan. LiFePO4 oli pitkään paras työkalu, joka meillä oli etävoimajärjestelmiin. Mutta kaikissa kylmälle altistuvissa sovelluksissa meidän on ollut pakko hyväksyä valtava kompromissi. Lisääntynyt monimutkaisuus. Hukkaan heitettyä energiaa. Ja kallista huoltoa vain pitääkseen asiat käynnissä.
Natrium-ionitekniikka ei ole vain vaihtoehto. Se on strateginen parannus. Se korjaa suoraan tämän keskeisen heikkouden. Se tarjoaa luotettavaa suorituskykyä pakkasessa -ilman lämmittimiä-se muuttaa perusteellisesti toimintamatematiikkaa. Et enää osta vain akkua. Sijoitat yksinkertaisuuteen. Sijoitat todelliseen "aseta ja unohda" -luotettavuuteen. Ja investoit alhaisempiin ja ennustettavampiin kokonaiskustannuksiin laitteesi käyttöiän ajan.
Keskustellaan päivityspolustasi
Sinun ei tarvitse selviytyä tästä teknologiamuutoksesta yksin. Olemme auttaneet teleoperaattoreita ja teollisuusasiakkaita vaihtamaan LiFePO4:n yli 200 ulko- UPS-kohteessa - puhutaanpa omastasi. Voimme auttaa sinua analysoimaan TCO:n, suunnittelemaan integroinnin ja varmistamaan saumattoman siirtymisen. Ota yhteyttä Tänään.
FAQ
Miten 12 V:n akut luovat 48 V:n drop-in-korvauksen?
Järjestelmässämme on kyse modulaarisuudesta. Aloitat ydinjärjestelmästämme 12V 100Ah tai 200Ah natriumioniakut. Luodaksesi 48 voltin järjestelmän, kytket neljä näistä sarjaan (4S). Mutta tässä on varsinainen avain: järjestelmämme tukee täydellinen 4S4P. Tämä tarkoittaa, että voit ottaa jopa neljä tällaista 48 voltin säikeistöä ja kytkeä ne rinnakkain (4P), jolloin kapasiteetti kasvaa huomattavasti. Esimerkiksi 200Ah:n moduulien 4S4P-kokoonpano luo tehokkaan 48V 800Ah:n akkupankin. Koko kokoonpanoa ohjaa yksi älykäs BMS, ja se näkyy Eltek-järjestelmälle yhtenä yhtenäisenä 48 V:n akkupakettina. Todellinen drop-in korvaaja.
Mikä on ulkokäyttöön tarkoitetussa UPS:ssä käytettävän natriumioniakun todellinen käyttöikä?
Kaupalliset natriumioniakut tarjoavat nyt erinomaisen syklin keston, joka on 4 000 sykliä tai enemmän, joka on suoraan laadukkaan LiFePO4:n tasolla. Todellinen etu kuitenkin? Se, että syklin kesto on todellisessa maailmassa johdonmukaisemmin saavutettavissa. Miksi? Koska akkua ei rasita jatkuvasti äärimmäinen kylmyys tai lämmittimen vaatimukset. Tämä johtaa ennustettavampaan pitkän aikavälin suorituskykyyn ja parempaan TCO-arvoon.
Miten natriumioniakkujen turvallisuus vertautuu litium-rautafosfaattiin?
Natriumionia pidetään yleisesti yhtenä turvallisimmista akkukemioista. Sillä on erinomainen lämpöstabiilisuus, ja se on vähemmän altis lämpökatkoille kuin monet litiumionivaihtoehdot. Ja - tämä on tärkeä asia turvallisuuden ja logistiikan kannalta - voit purkaa sen täysin 0 volttiin kuljetusta ja varastointia varten. Se on merkittävä etu kaikkiin litiumpohjaisiin akkuihin verrattuna.
Voinko sekoittaa natriumioniakkuja ja LiFePO4-akkuja samassa säikeessä?
Ei. En koskaan. Sinun ei pitäisi koskaan tehdä tätä. Jokaisella kemialla on oma ainutlaatuinen jännitekäyrä, sisäinen vastus ja latausprofiili. BMS on viritetty erityisesti yhtä kemiaa varten. Niiden sekoittaminen johtaisi vakavaan kennojen epätasapainoon, huonoon suorituskykyyn ja voisi aiheuttaa vakavan turvallisuusriskin. Vaihda aina koko merkkijono yhteen kemiaan.
Entä jos kohteessani on vielä kylmempi kuin -40 °C? Kuoleeko akku?
Hyvä kysymys. Akku ei "kuole". Ei mitään niin dramaattista. Määritelty purkautumisalue laskee huomattavan alas. -40°C. Tämän alapuolella akku voi edelleen tuottaa virtaa, mutta sen teho on pienentynyt. Äärimmäisissä arktisissa olosuhteissa sijaitsevissa kohteissa minimaalinen lämmitysratkaisu voi silti olla harkinnan arvoinen, mutta kyse on aivan eri luokan kylmyydestä kuin LiFePO4-akussa, joka tarvitsee usein lämmitystä vain päästäkseen pakkasen (0 °C) yläpuolelle.