Miksi perävaunujen valvonta tarvitsee matalalämpöakkuja? Kello on kaksi yöllä ja puhelimesi soi. Automaattinen hälytys, jota pelkäät: "Fenceline Monitor OFFLINE - Site 7." Se on ympäristöperävaunusi Pohjois-Montanassa, jossa seurataan päästöjä tärkeässä hankkeessa. Avaat kojelaudan. Aurinkoverkko on ollut lumen peitossa jo päiviä, ja akun jännite on laskenut. Tietosi ovat kadonneet tuosta vain. Vaatimustenmukaisuustiedoissasi on nyt suuri aukko, ja lasket jo kustannuksia, jotka aiheutuvat siitä, että lähetät miehistön jäisille teille korjaamaan sen.
Tämä ei ole paha unelma kenellekään, joka hallinnoi teollisuuden etäkäyttöön tarkoitettuja laitteita. Se on toistuva, kallis ja täysin vältettävissä oleva ongelma. Heikoin lenkki on lähes aina se, jota pidämme itsestäänselvyytenä: vara-akku.
Meille on opetettu, että akkujen vikaantuminen kylmässä on vain tosiasia. Se ei ole totta. On olemassa parempi tapa syöttää virtaa näihin kriittisiin laitteisiin. On aika puhua siitä.
kamada power 12v 200ah natriumioniakku
Kun käytät huipputeknologiaa luonnossa, se joutuu taisteluun luonnon kanssa. Tässä taistelussa kylmyys on säälimätön vastustaja sähköjärjestelmällesi. Olemme huolissamme elektroniikan ylikuumenemisesta kesällä, mutta talven kirpeä kylmyys on se, joka tappaa akut äänettömästi.
Miten äärimmäiset kylmät lämpötilat vaikuttavat lyijy- ja litiumioniakkuihin?
Puhutaan suoraan. Perinteiset akut vihaavat kylmää. Otetaan esimerkiksi vanha työjuhta, suljettu lyijyakku (SLA). Se oli suosittu, koska se oli halpa, mutta sen suorituskyky kylmässä on aivan surkea. Ajattele sitä kuin autoa pakkasaamuna; se tuskin käynnistyy. Kemia hidastuu, ja käytettävissä oleva energia vähenee. Lyijyakku menettää yleensä - puolet sen käyttökelpoisesta kapasiteetista -20°C:ssa (-4°F). Katastrofaalinen vika, joka odottaa tapahtuvan.
Niinpä siirryimme litium-rautafosfaattiin (LiFePO4). Se oli suuri harppaus eteenpäin monin tavoin - kevyempi ja pitkäikäisempi. Mutta siinä on kohtalokas vika: lataaminen pakkasen alapuolella. Jos yrität ladata tavallista LiFePO4-akkua alle 0 °C:n (32 °F), vaarana on, että litium pinnoittuu pysyvästi. Se on peruuttamatonta ja vaarallista.
Alan ratkaisu? Sisäiset lämmittimet. Nokkela paikkaus, mutta silti paikkaus. Laastari. Nyt on enemmän osia, jotka voivat vioittua, ja mikä pahempaa, lämmitin kuluttaa arvokasta energiaa akusta, jota se yrittää lämmittää. Olet jumissa turhauttavassa tehottomuuden silmukassa.
Mitä riskejä nämä akkuviat aiheuttavat tietojen eheydelle ja seurannan jatkuvuudelle?
Kun akku tyhjenee, seuraukset ovat välittömiä ja kalliita.
Tietosi ovat poissa. Tutkijalle tämä aukko voi mitätöidä tutkimuksen. Teollisuuslaitoksen johtajalle se tarkoittaa vaatimustenvastaisuutta ja mahdollisesti silmiä hiveleviä sakkoja. Maailmassa, joka toimii jatkuvalla datalla, aukot ovat virheitä.
Sitten ovat vielä käyttökustannukset. En osaa laskea, kuinka monta kertaa olen nähnyt budjetin menevän pilalle, kun hätäkorjausmatkat syrjäisiin kohteisiin ovat aiheuttaneet ongelmia. Maksat teknikoiden ylityöt, matkat ja ajoneuvojen kulumisen, ja kaikki tämä vain siksi, että akku ei kestänyt säätä. Se on jatkuva päänsärky koko tiimillesi.
Millaisia virrankuormituksia ja käyttöaikavaatimuksia valvontaperävaunuilla on?
Oikean akun valitseminen edellyttää, että kunnioitat sen tehtävää. Nämä perävaunut ovat nälkäisiä, täynnä herkkiä laitteita, jotka tarvitsevat puhdasta, jatkuvaa virtaa.
Mitkä komponentit vaativat jatkuvaa virtaa (anturit, viestintälaitteet jne.)?
Ympäri vuorokauden toimivien virtaa vaativien laitteiden luettelo on pidempi kuin luuletkaan:
- Sensorit: Kaasuanalysaattorit, hiukkaslaskurit, säämittarit. Perävaunun olemassaolon syy. Ne tarvitsevat vakaan jännitteen ollakseen tarkkoja.
- Aivot: Tiedonkeruulaite ja järjestelmän ohjain. Jos tästä katkeaa virta, menetät kaiken. Ei poikkeuksia.
- Pelastuslinja: Matkapuhelin- tai satelliittimodeemi, joka on aina päällä ja valmiina lähettämään.
- Tukijärjestelmät: Asiat, jotka unohdat. Näytteenottolinjan lämmittimet, pienet tuulettimet. Nämä "vampyyrikuormat" summautuvat.
Tyypillinen perävaunu voi vetää jatkuvasti 50-200 wattia. Se ei kuulosta paljolta, mutta laske itse. Se tarkoittaa 1,2-4,8 kWh:n energiantarvetta joka ikinen päivä.
Mitä tyypillistä varakäyntiaikaa tarvitaan aurinkovoiman käyttökatkoksen aikana?
Aurinkoenergia on hienoa, kun aurinko paistaa. Mutta entäpä viikko Tyynenmeren luoteisosan sumua? Tai lumimyrsky Kalliovuorilla? Tarvitset akun, joka kestää myrskyn.
Jokainen vakava käyttöönotto tarvitsee kolmesta viiteen päivää itsenäistä toimintaa. Vähintään. Jos sivustosi tarvitsee siis 3 kWh päivässä, tarvitset 9-15 kWh:n akkupankin. Mutta tässä on juju: laskelmassa oletetaan, että akku tuottaa nimelliskapasiteettinsa. Kun lyijyhappo- tai tavallinen litiumakku menettää puolet tehostaan kylmässä, 5 päivän varasuunnitelmastasi tulee 2,5 päivän uhkapeli. Tämä ei ole insinöörityötä. Se on pelkkää sormien ristiä.
Miten natrium-ionitekniikka soveltuu kylmän sään varajärjestelmiin?
Tässä kohtaa asiat muuttuvat. Vuosien ajan olemme pakottaneet väärät akut tehtävään, johon niitä ei ole luotu. Natriumioni (Na-ion) -teknologia ei ole vain yksi pieni parannus. Se on perustavanlaatuinen muutos, jonka ominaisuudet on suunniteltu juuri tätä haastetta varten.
Kyse on ydinkemiasta. Pienempien litiumionien sijasta Na-ionissa käytetään suurempia natriumioneja. Tämä ja oikea elektrolyytti luovat järjestelmän, joka ei välitä kylmästä niin paljon.
Todellisessa maailmassa ero on yö ja päivä. Testeissämme näemme, että teolliset natriumionipaketit pitävät yllä - yli 90% niiden kapasiteetista purevassa -20°C:ssa (-4°F).
Lue se uudelleen. Kun muut akut ovat luovuttaneet tai polttavat energiaa pysyäkseen lämpimänä, natriumioniakku toimii lähes täydellä teholla. Tämä yksi seikka muuttaa kaiken. Se tarkoittaa, että voit mitoittaa akkupankkisi todellisia tarpeitasi varten ja tietää, että se tuottaa virtaa riippumatta siitä, onko kyseessä lämmin syyspäivä vai vuoden kylmin yö. Ei ylimitoitusta. Ei lämmittimiä. Ei arvailuja.
Miten natriumioniakkujen turvallisuus hyödyttää käyttöönottoa herkissä ympäristöissä?
Puhutaanpa riskistä. Kukaan ei halua olla se, jonka akku sytyttää tulipalon kansallisessa metsässä. Turvallisuus ei ole ominaisuus, vaan vaatimus.
Natriumioni on tässä selvä voittaja. Se on paljon vakaampi kemia kuin monet litiumionityypit, ja se on paljon vähemmän altis lämpökatkoille. Näitä kennoja voi käyttää väärin tavoilla, jotka olisivat katastrofaalisia muille. Lisäksi ne voidaan lähettää ja varastoida todellisessa nollavoltin tilassa, mikä tekee niistä olennaisesti turvallisempia käsitellä. Hankinta- tai turvallisuuspäällikölle tämä tarkoittaa pienempää vastuuta ja todellista mielenrauhaa.
Mikä on natriumioniakkujen huoltoprofiili pitkäaikaisessa etäkäytössä?
Parhaat kauko-ohjauslaitteet ovat sellaisia, jotka voi unohtaa. Natrium-ioniakut pääset lähemmäs tätä ihannetta kuin mikään muu. Kuten LiFePO4, se on suljettu, huoltovapaa järjestelmä. Ei kastelua, ei erityisiä lataussyklejä, ei hössötystä.
Yhdistettynä nykyaikaiseen akunhallintajärjestelmään (BMS) akku toimii itsestään. Akun käyttöikä on 3 000-5 000, joten tämä akku ei ole kulutustavaraa, joka vaihdetaan pois kolmen vuoden kuluessa. Se on pitkäaikainen voimavara, joka todennäköisesti elää kauemmin kuin perävaunun muu elektroniikka. Tämä alentaa omistuksen kokonaiskustannuksia huomattavasti.
Mitä käytännön näkökohtia on otettava huomioon natriumioniakkujen jälkiasennuksessa tai määrittelyssä?
Okei, tekniikka kuulostaa hyvältä. Mutta sinä olet insinööri tai ostaja. Ajattelet käytännön puolta. Mikä on juju? Onko sen integrointi hankalaa?
Ovatko natriumioniakut yhteensopivia perävaunun nykyisten sähköjärjestelmien kanssa?
Hyvä kysymys. Vastaus on kyllä, useimmissa järjestelmissä. Natrium-ioniakku kennojen nimellisjännite on hyvin samanlainen kuin LiFePO4-kennojen. Tämä tarkoittaa, että rakennamme ne tavallisiin 12, 24 tai 48 voltin akkuihin, joita nykyiset aurinkolatausohjaimesi ja invertterisi jo ymmärtävät.
Vaihto ei aina ole yksinkertainen "irrota ja kytke" -vaihto. Sinun on mentävä aurinkolataussäätimesi asetuksiin ja säädettävä latausjännitteitä. Missä tahansa nykyaikaisessa ohjaimessa tämä on viiden minuutin työ. Kyseessä on "kytke ja konfiguroi" -tehtävä, ei "ripaa ja vaihda" -projekti. Tämä on valtava etu, kun autokantaan tehdään jälkiasennuksia.
Miten koko ja paino vertautuvat perinteisiin akkuteknologioihin?
Olkaamme realistisia: natriumioni ei ole ensimmäinen valinta kevyelle kilpa-ajoradalle. Sen energiatiheys painon mukaan ei yllä hienoimpien litiumien tasolle. Mutta seurantakäyttöön tarkoitettuun perävaunuun se on väärä vertailu.
- Verrattuna lyijyhappoihin: Se ei ole reilu taistelu. Natriumioniakku on suunnilleen puolet painavampi ja tilavuudeltaan pienempi, mutta sillä on sama käyttökelpoinen energia. Valtava voitto.
- Verrattuna LiFePO4:ään: Tässä kohtaa tilanne muuttuu mielenkiintoiseksi. Na-ionipakkaus voi olla 10-20% raskaampi kuin LiFePO4-pakkaus, jossa on sama paino kuin sama nimelliskapasiteetti. Mutta muistakaa kylmyys. Saada sama tehokas talvi suorituskyky, sinun on ylimitoitettava LiFePO4-pankki tai lisättävä lämmitin. Kun teet rehellisen vertailun luotettavan neljän vuodenajan järjestelmän osalta, natriumioniratkaisun koko, paino ja kustannukset näyttävät erittäin kilpailukykyisiltä.
Perävaunussa, jossa muutamalla ylimääräisellä kilolla ei ole väliä, on helppo tehdä kompromissi, kun vaihdat hieman painoa valtavaan harppaukseen todellisessa luotettavuudessa ja turvallisuudessa.
Päätelmä
Viime kädessä etävalvontaperävaunun virransyötössä on kyse tietojen eheyden takaamisesta silloin, kun panokset ovat suurimmat. Olemme liian kauan hyväksyneet vanhojen akkujen kylmän sään viat, paikanneet ongelmia ja pitäneet kalliita käyttökatkoksia väistämättöminä. Natriumionitekniikka muuttaa tämän yhtälön perusteellisesti, sillä se tarjoaa sen, millä on todella merkitystä kentällä. Se tarjoaa vankkaa luotettavuutta, joka toimii kylmässä, ja se takaa, että saat maksamasi tehon. Sen luonnostaan vakaa kemia tarjoaa sisäänrakennetun turvallisuuden, joka takaa todellisen mielenrauhan, ja sen todellinen arvo alentaa huomattavasti omistuksen kokonaiskustannuksia poistamalla lämmittimet ja vähentämällä huoltoa. Ammattilaisille, joiden työ riippuu luotettavasta etädatasta, tämä ei ole pelkkä päivitys - se on kriittinen investointi käytettävyyteen ja projektin onnistumiseen.
Valmiina talvisuojaamaan valvontakalustosi?
Oletko kyllästynyt näihin kahden aikaan aamuyöllä annettuihin seisokkihälytyksiin? Ota yhteyttä Kamada Poweriin. Meidän Natriumioniakkujen valmistajat Kiinassa Akkutiimi elää ja hengittää tätä asiaa. Olemme erikoistuneet suunnittelemaan natrium-ioniakkuja, jotka kestävät kovaa kyytiä. Ota yhteyttä, niin käymme läpi erityistarpeesi ja rakennamme sähköjärjestelmän, johon voit todella luottaa.
FAQ
Voivatko natriumioniakut toimia alle -20 °C:n lämpötiloissa?
Kyllä, tässä ne todella loistavat. Useimmat litiumakut ovat pakkasella, mutta me suunnittelemme teolliset natriumioniakut niin, että ne toimivat loistavasti jopa -20 °C:n lämpötilaan asti, ja ne voivat edelleen toimia alennetulla tasolla aina -40 °C:n lämpötilaan asti. Saat yli 90% akun nimelliskapasiteetista -20 °C:ssa ilman virtaa vievää lämmitintä.
Mikä on natriumioniakun tyypillinen käyttöikä perävaunusovelluksissa?
Hyvä kysymys. Kyse on pitkän aikavälin arvosta. Laadukkaan natriumioniakun voi odottaa kestävän 3 000-5 000 syväpurkaussykliä. Aurinkoperävaunusovelluksessa tämä tarkoittaa 10-15 vuoden käyttöikää. Kyseessä on pitkäaikainen hyödyke, joka asennetaan kerran, eikä kulutushyödyke, joka vaihdetaan muutaman talven välein.
Entä jos aurinkopaneelini latautuvat vain epäsäännöllisesti pilvisinä päivinä?
Natriumioni hoitaa sen täydellisesti. LiFePO4:n tavoin sitä ei haittaa olla osittaisessa varaustilassa. Toisin kuin lyijyhappoakku, joka vaurioituu, jos sitä ei ladata säännöllisesti täyteen, natriumioniakku ottaa mielellään kaiken mahdollisen latauksen pilvisenä päivänä ilman pitkäaikaisia haittoja. Tämä tekee siitä ihanteellisen sopivan aurinkovoiman arvaamattomaan luonteeseen.