Zakaj je treba za spremljanje prikolic uporabljati baterije z nizko temperaturo? Ura je dve zjutraj in vaš telefon zazvoni. Avtomatsko opozorilo, ki se ga bojite: "Fenceline Monitor OFFLINE - Site 7." To je vaša okoljska prikolica na severu Montane, ki spremlja emisije za projekt z visokimi vložki. Povlečete armaturno ploščo. Sončno polje je že več dni zasneženo, napetost akumulatorja pa je padla. Tako kot to, so vaši podatki izginili. Vaša evidenca o skladnosti ima zdaj veliko luknjo, vi pa že izračunavate stroške pošiljanja ekipe po poledenelih cestah, da bi jo popravili.
To niso slabe sanje za vse, ki upravljajo oddaljeno industrijsko opremo. Gre za ponavljajočo se, drago in popolnoma preprečljivo težavo. Najšibkejši člen je skoraj vedno tisti, ki se nam zdi samoumeven: rezervna baterija.
Naučili so nas, da so okvare akumulatorjev v mrazu nekaj povsem običajnega. Ni tako. Obstaja boljši način za napajanje teh ključnih sredstev. Čas je, da se o tem pogovorimo.
kamada power 12v 200ah natrijeva ionska baterija
Ko v divjino pošljete visokotehnološko opremo, jo postavite v boj z naravo. V tem boju je mraz neusmiljen nasprotnik vašega napajalnega sistema. Poleti nas skrbi pregrevanje elektronike, vendar je hud zimski mraz tisti, ki tiho uniči vaše baterije.
Kako ekstremno nizke temperature vplivajo na svinčeve in litij-ionske baterije?
Bodimo neposredni. Tradicionalni akumulatorji sovražijo mraz. Vzemimo starega delovnega konja, zaprto svinčeno-kislinsko baterijo (SLA). Bila je priljubljena, ker je bila poceni, vendar je njena zmogljivost v mrazu naravnost grozljiva. Predstavljajte si jo kot avtomobil, ki se zjutraj komaj obrne. Kemija se upočasni, vaša razpoložljiva energija pa se zmanjša. Za svinčevo-kislinsko baterijo je običajno, da izgubi polovico uporabne zmogljivosti. pri -20 °C. Katastrofalna okvara, ki čaka, da se zgodi.
Zato smo prešli na litij-železov fosfat (LiFePO4). V mnogih pogledih je bil to velik korak naprej - lažji, daljša življenjska doba. Vendar ima usodno pomanjkljivost: polnjenje pod lediščem. Če poskušate standardni paket LiFePO4 napolniti pod 0 °C, tvegate trajne poškodbe zaradi litijeve prevleke. To je nepovratno in nevarno.
Rešitev industrije? Notranji grelniki. Pameten popravek, a še vedno popravek. Obliž. Zdaj imate več delov, ki se lahko pokvarijo, poleg tega pa grelec porablja dragoceno energijo iz baterije, ki jo poskuša ogreti. Ujeti ste v frustrirajoči zanki neučinkovitosti.
Kakšno tveganje za celovitost podatkov in neprekinjeno spremljanje predstavljajo te okvare baterij?
Ko se baterija izprazni, so posledice takojšnje in drage.
Vaših podatkov ni več. Za raziskovalca je ta vrzel lahko razlog za neveljavnost študije. Za vodjo industrijskega obrata pa pomeni kršitev skladnosti in potencialno visoke kazni. V svetu, ki temelji na stalnih podatkih, so vrzeli napake.
Poleg tega so tu še stroški poslovanja. Ne morem prešteti, kolikokrat sem videl, da so bili proračuni izčrpani zaradi nujnih popravil na oddaljenih lokacijah. Plačujete nadurno delo tehnikov, potovanja in obrabo vozil, vse zato, ker baterija ni bila kos vremenskim razmeram. To je stalen glavobol za celotno ekipo.
Kakšne so zahteve glede napajanja in časa delovanja priklopnikov za spremljanje?
Če želite izbrati pravo baterijo, morate upoštevati njeno nalogo. Te prikolice so lačne, polne občutljive opreme, ki potrebuje čisto in stalno energijo.
Katere komponente potrebujejo stalno napajanje (senzorji, komunikacijske naprave itd.)?
Seznam opreme, ki zahteva veliko energije in deluje 24 ur na dan, je daljši, kot si mislite:
- Senzorji: Analizatorji plinov, števci delcev, vremenski instrumenti. Razlog za obstoj prikolice. Da bi bili natančni, potrebujejo trdno napetost.
- Možgani: Zapisovalnik podatkov in sistemski krmilnik. Če ta izgubi napajanje, izgubite vse. Nobenih izjem.
- Rešilna linija: Mobilni ali satelitski modem je vedno vklopljen in pripravljen za oddajanje.
- Podporni sistemi: Stvari, na katere pozabite. Vzorčni grelniki, majhni ventilatorji. Te "vampirske obremenitve" se seštevajo.
Tipična prikolica lahko neprekinjeno porablja od 50 do 200 vatov. To se ne sliši veliko, vendar preštejte. To je 1,2 do 4,8 kWh energije, ki jo potrebujete vsak dan.
Kolikšen je tipičen čas delovanja rezervne kopije, ki je potreben med izpadom sončne energije?
Sončna energija je odlična, ko sije sonce. Kaj pa teden dni megle na severozahodu Pacifika? Ali pa snežni metež v Skalnem gorovju? Potrebujete baterijo, ki lahko preživi nevihto.
Za vsako resno uvajanje je treba tri do pet dni avtonomije napajanja.. Najmanj. Če torej vaša stran potrebuje 3 kWh na dan, boste potrebovali od 9 do 15 kWh baterije. Toda tu je uganka: ta izračun predvideva, da baterija zagotavlja svojo nazivno zmogljivost. Če vaš svinčevo-kislinski ali standardni litijev paket v mrazu izgubi polovico svoje moči, postane vaš 5-dnevni rezervni načrt 2,5-dnevna igra. To ni inženirsko delo. To je le stiskanje pesti.
Kako se natrijevo-ionska tehnologija izkaže pri rezervnih aplikacijah v hladnih vremenskih razmerah?
Tu se stvari spremenijo. Dolga leta smo napačne baterije silili v delo, za katero niso bile ustvarjene. Natrijevo-ionska (Na-ionska) tehnologija ni le še ena majhna izboljšava. Gre za temeljni premik z lastnostmi, ki so zasnovane prav za ta izziv.
Bistvo je v kemiji. Na-ion namesto manjših litijevih ionov uporablja večje natrijeve ione. To s pravim elektrolitom ustvari sistem, ki mu mraz ni tako pomemben.
Razlika v realnem svetu je kot noč in dan. V naših testih smo ugotovili, da industrijski natrijevo-ionski paketi ohranjajo več kot 90% svoje zmogljivosti pri grizljajočih -20 °C.
Preberi še enkrat. Medtem ko so druge baterije odpovedale ali porabljajo energijo, da bi se ogrele, natrijevo-ionska baterija deluje s skoraj polno močjo. To dejstvo spremeni vse. To pomeni, da lahko baterijo dimenzionirate glede na dejanske potrebe, saj veste, da bo zagotavljala to energijo ne glede na to, ali je topel jesenski dan ali najhladnejša noč v letu. Brez prevelikih dimenzij. Brez grelnikov. Nobenega ugibanja.
Kako je varnost natrijevo-ionskih baterij koristna za uporabo v občutljivih okoljih?
Spregovorimo o tveganju. Nihče si ne želi biti tisti, čigar baterija je povzročila požar v nacionalnem gozdu. Varnost ni lastnost, ampak zahteva.
Natrijev ion je tu jasen zmagovalec. Gre za veliko bolj stabilno kemijo od številnih litij-ionskih vrst, ki je veliko manj nagnjena k toplotnemu izčrpavanju. Te celice lahko zlorabite na načine, ki bi bili za druge katastrofalni. Poleg tega jih je mogoče pošiljati in shranjevati v stanju brez napetosti, zato je ravnanje z njimi bistveno varnejše. Za uradnika za nabavo ali varnostnega vodjo to pomeni manjšo odgovornost in resnično mirno vest.
Kakšen je profil vzdrževanja natrijevih ionskih baterij pri dolgotrajni uporabi na daljavo?
Najboljša oddaljena oprema je tista, na katero lahko pozabite. Natrijevo-ionske baterije se temu idealu približate bolj kot karkoli drugega. Tako kot LiFePO4 je tudi LiFePO4 zaprt sistem brez vzdrževanja. Brez zalivanja, brez posebnih ciklov polnjenja, brez skrbi.
V kombinaciji s sodobnim sistemom za upravljanje baterij (BMS) se paket upravlja sam. Z življenjsko dobo med 3.000 in 5.000 cikli ta baterija ni potrošni material, ki ga boste zamenjali v treh letih. Gre za dolgoročno sredstvo, ki bo verjetno preživelo tudi drugo elektroniko v prikolici. To močno zniža skupne stroške lastništva.
Kateri so praktični vidiki za posodobitev ali specifikacijo natrijevih ionskih baterij?
Ok, tehnologija se sliši odlično. Toda vi ste inženir ali kupec. Razmišljate o praktični plati. V čem je uganka? Ali ga je težko integrirati?
Ali so natrijevo-ionske baterije združljive z obstoječimi električnimi sistemi prikolic?
Dobro vprašanje. Za večino sistemov je odgovor pritrdilen. Natrijevo-ionska baterija imajo zelo podobno nazivno napetost kot celice LiFePO4. To pomeni, da jih vgrajujemo v standardne 12V, 24V ali 48V pakete, ki jih vaši obstoječi solarni regulatorji polnjenja in inverterji že razumejo.
Zamenjava ni vedno preprosta: "odklopi in priklopi". Vstopiti boste morali v nastavitve krmilnika solarnega polnjenja in prilagoditi polnilne napetosti. Pri vsakem sodobnem krmilniku je to petminutno opravilo. Gre za nalogo "priključi in konfiguriraj" in ne za projekt "iztrgaj in zamenjaj". To je velik plus za posodobitev vašega voznega parka.
Kakšna je velikost in teža v primerjavi s tradicionalnimi baterijskimi tehnologijami?
Bodimo realni: za lahek dirkalni dron natrijevo-ionski pogon ni prva izbira. Njegova energijska gostota glede na težo se ne more primerjati z najbolj fancy litijevimi. Toda za prikolico za spremljanje je to napačna primerjava.
- V primerjavi s svinčevo-kislinskimi: To ni pošten boj. Natrijev ionski paket ima približno polovico manjšo težo in prostornino pri enaki uporabni energiji. To je velika zmaga.
- V primerjavi z LiFePO4: Tu postane zanimivo. Na-ionski paket je lahko 10-20% težji od paketa LiFePO4 z enaka nazivna zmogljivost. Vendar ne pozabite na mraz. Da bi dobili enako učinkovito delovanje v zimskem času, morate povečati velikost banke LiFePO4 ali dodati grelec. Ko naredite pošteno primerjavo za zanesljiv sistem za štiri sezone, so velikost, teža in stroški natrijevo-ionske rešitve videti zelo konkurenčni.
Pri prikolici, kjer nekaj dodatnih kilogramov ni pomembnih, je zamenjava nekaj teže za velik preskok v zanesljivosti in varnosti v realnem svetu enostaven kompromis.
Zaključek
Navsezadnje je namen napajanja prikolice za daljinsko spremljanje zagotoviti celovitost podatkov, ko je vložek najvišji. Predolgo smo se sprijaznili z napakami starejših baterij v hladnih vremenskih razmerah, popravljali težave in obravnavali drage izpade kot neizogibne. Natrijevo-ionska tehnologija temeljito spreminja to enačbo, saj zagotavlja tisto, kar je na terenu resnično pomembno. Zagotavlja trdno zanesljivost, ki deluje tudi v mrazu, kar zagotavlja, da boste dobili energijo, za katero ste plačali. Njena inherentno stabilna kemijska sestava zagotavlja vgrajeno varnost za resnično mirno vest, njena dejanska vrednost pa dramatično znižuje skupne stroške lastništva, saj odpravlja grelnike in zmanjšuje stroške vzdrževanja. Za vse strokovnjake, katerih delo je odvisno od zanesljivih podatkov na daljavo, to ni le nadgradnja - to je ključna naložba v čas delovanja in uspeh projekta.
Ste pripravljeni na zimsko zaščito svojega voznega parka za nadzor?
Ste utrujeni od opozoril o izpadu ob 2. uri zjutraj? Kontakt Kamada Power. Naš Proizvajalci natrijevih ionskih baterij na Kitajskem Ekipa za baterije živi in diha s tem. Specializirani smo za izdelavo natrijevih ionskih baterij, ki so odporne na obremenitve. Obrnite se na nas in predstavili vam bomo vaše posebne potrebe ter izdelali sistem za napajanje, na katerega se lahko zanesete.
POGOSTA VPRAŠANJA
Ali lahko natrijevo-ionske baterije delujejo pri temperaturah pod -20 °C?
Da, tu so resnično bleščeči. Večina litijevih baterij pri zmrzali trči ob steno, vendar smo industrijske natrijevo-ionske baterije zasnovali tako, da odlično delujejo pri temperaturi do -20 °C, pri zmanjšani količini pa lahko delujejo tudi pri temperaturi do -40 °C. Pri temperaturi -20 °C boste dobili več kot 90% nazivne zmogljivosti baterije, in to brez grelnika, ki porablja energijo.
Kakšna je tipična življenjska doba natrijevo-ionske baterije v prikolicah?
Dobro vprašanje. Gre za dolgoročno vrednost. Pričakujte, da bo kakovosten natrijev ionski paket zdržal od 3 000 do 5 000 ciklov globokega praznjenja. Pri uporabi v solarnih prikolicah to pomeni dejansko življenjsko dobo od 10 do 15 let. Gre za dolgoročno sredstvo, ki ga namestite enkrat, in ne za potrošni material, ki ga zamenjate vsakih nekaj zim.
Kaj pa, če moji sončni kolektorji zagotavljajo neredno polnjenje le ob oblačnem vremenu?
Natrijevo-ionski sistem se s tem odlično spopada. Podobno kot LiFePO4 ga ne moti, če je delno napolnjen. V nasprotju s svinčevo kislino, ki se poškoduje, če ni redno popolnoma napolnjena, natrijevo-ionska baterija z veseljem sprejme vsako polnjenje na oblačen dan, ne da bi ji to dolgoročno škodovalo. Zato je idealna za nepredvidljivo naravo sončne energije.