Συγκριτική μελέτη της Schneider Electric για τις τεχνολογίες μπαταρίας

Συντάκτης Δημοσιεύθηκε Δευτέρα, 27 Μαΐου 2019 Κατηγορία Technology News
Στα μονοφασικά συστήματα UPS (VRLA vs Li-ion).

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου Lithium-ion (li-ion) χρησιμοποιούνται εμπορικά πάνω από 20 χρόνια σε διάφορες εφαρμογές, χωρίς όμως να έχουν υιοθετηθεί ευρέως ως μπαταρίες για μονοφασικά συστήματα UPS καθώς δεν παρείχαν τη σωστή ισορροπία τιμής, πυκνότητας ενέργειας, ισχύος, ασφάλειας και αξιοπιστίας για μονοφασικές εφαρμογές UPS. Ωστόσο, οι εξελίξεις στη χημεία και τις τεχνολογίες λιθίου, οι οποίες οφείλονται σε μεγάλο βαθμό στις απαιτήσεις της βιομηχανίας ηλεκτρικών οχημάτων, έχουν προσφέρει ρεαλιστικές επιλογές στους παρόχους UPS τα τελευταία 10 χρόνια. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου προσφέρουν επιβεβαιωμένα οφέλη έναντι των μπαταριών μολύβδου-οξέος με ρυθμιστική βαλβίδα (VRLA), όπως:

• Λιγότερες αντικαταστάσεις μπαταριών (ίσως καμία) που απαιτούνται καθ’ όλη τη διάρκεια ζωής του UPS, εξαλείφουν τον κίνδυνο διακοπής λειτουργίας που δημιουργείται από την αντικατάσταση της μπαταρίας
• Περίπου τρεις φορές λιγότερο βάρος για την ίδια ποσότητα ενέργειας
• Έως και δέκα φορές περισσότερους κύκλους εκφόρτισης ανάλογα με τη χημεία, την τεχνολογία, τη θερμοκρασία και το βάθος της εκφόρτισης
• Περίπου τέσσερις φορές λιγότερη αυτοεκφόρτιση (δηλαδή βραδεία εκφόρτιση μιας μπαταρίας ενώ δεν χρησιμοποιείται)
• Τέσσερις ή περισσότερες φορές ταχύτερη φόρτιση, βασικό στοιχείο σε πολλά σενάρια διακοπής λειτουργίας

Ωστόσο, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν δύο κύρια μειονεκτήματα σε σύγκριση με τις VRLA:
• μεγαλύτερες κεφαλαιακές δαπάνες (capex) για την ίδια ποσότητα ενέργειας λόγω υψηλότερου κόστους κατασκευής και κόστους απαιτούμενου συστήματος διαχείρισης μπαταριών
• καθώς και αυστηρότερους κανονισμούς μεταφοράς

Στη συγκριτική μελέτη της Schneider Electric για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου και VRLA, γίνεται μία σύντομη αναφορά στα χαρακτηριστικά των δύο τύπων, όπως η διάρκεια ζωής τους, η θερμοκρασία στην οποία επηρεάζεται η απόδοση της κάθε μπαταρίας, το μέγεθος, το βάρος τους και η εξοικονόμηση χώρου, καθώς και η παρακολούθηση της μπαταρίας και ο πλήρης έλεγχος της φόρτισης και εκφόρτισης, η ασφάλεια, οι κανονισμοί μεταφορών που τείνουν να είναι πιο αυστηροί με τις χημικές τεχνικές ιόντων λιθίου και η δυνατότητα ανακύκλωσης του κάθε τύπου μπαταρίας.

Σύμφωνα με τη συγκριτική μελέτη, το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας (Total Cost Ownership - TCO) των μονοφασικών συστημάτων UPS που χρησιμοποιούν τεχνολογία ιόντων λιθίου μπορεί να είναι πολύ χαμηλότερο από εκείνα που χρησιμοποιούν VRLA, παρά την αρχική επένδυση capex. Αν και η κεφαλαιοποίηση ενός UPS με μπαταρία ιόντων λιθίου μπορεί να είναι κατά 64% μεγαλύτερη από εκείνη ενός συστήματος VRLA, η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας μειώνει σημαντικά το μακροπρόθεσμο TCO. Για παράδειγμα, οι μπαταρίες VRLA θα πρέπει να αντικαθίστανται κάθε τέσσερα χρόνια, ενώ των ιόντων λιθίου μπορεί να διαρκέσουν για δέκα χρόνια. Επιπλέον, η έρευνα έδειξε ότι κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής το TCO της μπαταρίας ιόντων λιθίου μπορεί να προσφέρει εξοικονόμηση μέχρι 53%. Ο μεγαλύτερος κύκλος ζωής συμβάλλει στη μείωση του κόστους συντήρησης και λειτουργίας, ενώ οι υψηλότερες πυκνότητες ενέργειας τις καθιστούν μικρότερες και ελαφρύτερες (περίπου τρεις φορές λιγότερο βάρος για την ίδια ποσότητα ενέργειας).