Pin sạc LiFePO4 so với Pin axit-chì cho Lưu trữ Năng lượng Mặt trời

SO SÁNH PIN SOLAR

Khi chọn pin cho hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời, quyết định thường xoay quanh hai lựa chọn quen thuộc: LiFePO4 và axit-chì.

Pin axit-chì đã được sử dụng trong các hệ thống năng lượng mặt trời và dự phòng trong nhiều thập kỷ và thường có giá mua ban đầu thấp hơn. Pin LiFePO4 có chi phí ban đầu cao hơn, nhưng chúng phù hợp hơn với việc sạc/xả thường xuyên, dung lượng sử dụng sâu hơn và lưu trữ năng lượng mặt trời dài hạn.

Lựa chọn tốt hơn phụ thuộc vào tần suất sử dụng pin, không gian có sẵn và liệu dự án có tập trung vào chi phí ban đầu thấp nhất hay giá trị vận hành dài hạn.

LiFePO4 so với Axit-chì: Sự khác biệt chính

Tại sao tuổi thọ chu kỳ lại quan trọng hơn trong lưu trữ năng lượng mặt trời

Pin dự phòng có thể không sử dụng trong thời gian dài. Pin năng lượng mặt trời thì khác.

Trong một hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời điển hình, pin có thể sạc vào ban ngày và xả lại vào mỗi tối. Điều đó có thể có nghĩa là hàng trăm chu kỳ sạc-xả mỗi năm.

Đây là nơi sự khác biệt giữa pin năng lượng mặt trời lithium và axit-chì trở nên quan trọng.

Pin axit-chì có thể cung cấp dịch vụ dự phòng đáng tin cậy, nhưng việc sạc/xả sâu lặp đi lặp lại thường làm tăng tốc độ hao mòn. Hóa học LiFePO4 phù hợp hơn với việc sạc/xả thường xuyên, đó là lý do tại sao nó trở nên phổ biến trong lưu trữ năng lượng dân dụng và thương mại hiện đại.

Dung lượng sử dụng: kWh định mức không phải là tất cả

Hai pin có thể cùng được ghi nhãn 10kWh, nhưng điều đó không nhất thiết có nghĩa là cả hai đều cung cấp cùng một lượng năng lượng sử dụng mỗi ngày.

Các hệ thống axit-chì thường được vận hành thận trọng hơn để bảo vệ tuổi thọ pin. Pin LiFePO4 thường có thể sử dụng một phần lớn dung lượng định mức của chúng, tùy thuộc vào độ sâu xả do nhà sản xuất chỉ định.

Điều này quan trọng vì một hệ thống axit-chì có thể yêu cầu dung lượng pin danh định lớn hơn để cung cấp cùng một năng lượng hàng ngày thực tế như một hệ thống LFP.

LiFePO4 so với AGM: Chúng có giống nhau không?

AGM là một loại pin axit-chì.

Không giống như pin axit-chì ngập nước truyền thống, pin AGM được niêm phong và không yêu cầu đổ đầy nước thường xuyên. Điều này làm cho chúng dễ lắp đặt và bảo trì hơn trong nhiều ứng dụng năng lượng mặt trời và dự phòng.

Tuy nhiên, AGM vẫn sử dụng hóa học axit-chì, vì vậy các đặc tính tổng thể của nó vẫn khác với LiFePO4.

Pin nào sạc nhanh hơn?

Pin LiFePO4 thường cho phép tốc độ sạc cao hơn so với pin axit-chì tương đương.

Điều này có thể hữu ích trong các ứng dụng năng lượng mặt trời mà cửa sổ sạc bị giới hạn.

Ví dụ, một hệ thống có thể cần khôi phục dung lượng pin đáng kể chỉ trong vài giờ sản xuất năng lượng mặt trời mạnh vào giữa ngày.

Một pin có thể chấp nhận năng lượng nhanh hơn có thể tận dụng tốt hơn nguồn phát PV có sẵn đó — miễn là bộ biến tần, mảng pin mặt trời và BMS cũng hỗ trợ dòng sạc yêu cầu.

Pin nào hiệu quả hơn?

Mọi pin đều mất một phần năng lượng trong quá trình sạc và xả.

Pin LiFePO4 thường có hiệu suất vòng lặp cao hơn pin axit-chì, nghĩa là một tỷ lệ lớn hơn năng lượng dùng để sạc pin có thể được cung cấp trở lại hệ thống.

Đối với pin sạc/xả không thường xuyên, sự khác biệt này có thể tương đối nhỏ về mặt thực tế. Đối với hệ thống năng lượng mặt trời sạc/xả gần như hàng ngày, những tổn thất đó sẽ tích lũy theo thời gian.

Còn về trọng lượng và không gian lắp đặt thì sao?

Pin axit-chì rất nặng và có thể yêu cầu không gian lắp đặt đáng kể khi cần dung lượng năng lượng lớn.

LiFePO4 cung cấp nhiều năng lượng sử dụng hơn từ một hệ thống pin nhỏ hơn và nhẹ hơn.

Điều này có thể quan trọng đối với:

• Pin gắn tường gia đình
• Phòng thiết bị có không gian sàn hạn chế
• Các khối pin gắn trên giá đỡ
• Các cài đặt năng lượng mặt trời nâng cấp
• Các dự án mà việc vận chuyển và xử lý quan trọng

Pin nào yêu cầu bảo trì nhiều hơn?

Điều này phụ thuộc một phần vào loại pin axit-chì.

Pin axit-chì ngập nước có thể yêu cầu kiểm tra chất điện phân, thông gió và bảo trì định kỳ nhiều hơn. Pin AGM được niêm phong và yêu cầu ít bảo trì hơn nhiều.

Pin LiFePO4 cũng thường ít bảo trì, nhưng chúng phụ thuộc vào Hệ thống quản lý pin (BMS) điện tử để giám sát điện áp, dòng điện, nhiệt độ và giới hạn hoạt động của các cell pin.

Đối với lưu trữ năng lượng hiện đại, BMS là một phần quan trọng của hoạt động pin chứ không phải là một phụ kiện tùy chọn.

Pin hoạt động như thế nào dưới tải?

Điện áp pin axit-chì có xu hướng giảm rõ rệt hơn khi pin xả và khi tải nặng được áp dụng.

Pin LiFePO4 thường duy trì điện áp hoạt động ổn định hơn trong phần lớn chu kỳ xả.

Đối với các hệ thống năng lượng mặt trời dựa trên bộ biến tần, điện áp pin ổn định có thể giúp cung cấp hiệu suất dự đoán được hơn, mặc dù khả năng dòng điện của pin và giới hạn BMS vẫn cần khớp với bộ biến tần.

Cái nào tốt hơn cho việc tự tiêu thụ năng lượng mặt trời hàng ngày?

Đối với một hệ thống được thiết kế để lưu trữ năng lượng mặt trời mỗi ngày và sử dụng nó mỗi tối, LiFePO4 thường là lựa chọn phù hợp hơn.

Lý do không phải là một lợi thế duy nhất. Đó là sự kết hợp của:

• Khả năng sạc/xả thường xuyên
• Dung lượng sử dụng cao hơn
• Sạc nhanh hơn
• Trọng lượng nhẹ hơn
• Hiệu quả cao hơn
• Ít bảo trì định kỳ

Những đặc điểm này phù hợp chặt chẽ với cách thức hoạt động của các hệ thống năng lượng mặt trời kết hợp lưu trữ hiện đại.

Cái nào tốt hơn cho mục đích dự phòng khẩn cấp?

Đây là nơi câu trả lời trở nên ít một chiều hơn.

Nếu pin dự kiến sẽ ở chế độ chờ phần lớn thời gian và chỉ hoạt động trong các trường hợp mất điện không thường xuyên, thì hệ thống axit-chì hoặc AGM vẫn có thể hợp lý về mặt kinh tế.

Giá mua ban đầu thấp hơn có thể hấp dẫn khi:

• Mất điện hiếm khi xảy ra
• Không yêu cầu sạc/xả hàng ngày
• Không gian và trọng lượng không phải là mối quan tâm lớn
• Hệ thống đã sử dụng thiết bị sạc axit-chì tương thích

Trong loại ứng dụng này, việc trả nhiều tiền hơn cho khả năng sạc/xả rất cao có thể không mang lại giá trị như trong hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời hàng ngày.

Còn về khí hậu nóng thì sao?

Nhiệt độ ảnh hưởng đến cả hai công nghệ pin.

Nhiệt độ môi trường cao có thể đẩy nhanh quá trình lão hóa pin, trong khi nhiệt độ thấp cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất sạc.

Hóa học LiFePO4 nổi tiếng về độ ổn định nhiệt tốt, nhưng pin vẫn cần hoạt động trong phạm vi nhiệt độ quy định của nó.

Đối với các dự án năng lượng mặt trời ở khí hậu nóng, người mua nên kiểm tra thông số kỹ thuật nhiệt độ hoạt động thực tế, môi trường lắp đặt và bất kỳ yêu cầu làm mát hoặc thông gió nào thay vì giả định một hóa học không bị ảnh hưởng bởi nhiệt.

Pin nào có chi phí thấp hơn trong suốt vòng đời?

Đây là một trong những câu hỏi quan trọng nhất trong một so sánh pin năng lượng mặt trời.

Axit-chì thường thắng về giá mua ban đầu. LiFePO4 có thể trở nên cạnh tranh hơn khi pin được sạc/xả thường xuyên trong nhiều năm.

Một so sánh phù hợp nên bao gồm:

Đối với pin được sử dụng hàng ngày, giá mua thấp nhất không phải lúc nào cũng là chi phí dài hạn thấp nhất.

Có thể thay thế Axit-chì bằng LiFePO4 không?

Đôi khi, nhưng nó không nên được coi là một lần thay pin đơn giản.

Trước khi thay thế một khối pin axit-chì hiện có bằng LiFePO4, hãy kiểm tra:

• Điện áp hệ thống pin
• Phạm vi điện áp pin của bộ biến tần
• Điện áp sạc
• Dòng sạc tối đa
• Dòng xả tối đa
• Cài đặt điện áp thấp
• Yêu cầu giao tiếp BMS
• Kích thước cáp, cầu chì và bộ ngắt

Một bộ biến tần hoặc bộ sạc được cấu hình cho axit-chì có thể cần các cài đặt khác trước khi sử dụng với pin lithium.

Người mua năng lượng mặt trời nên so sánh những gì trước khi lựa chọn?

Thay vì chỉ hỏi “Hóa học nào tốt hơn?”, hãy so sánh pin với dự án thực tế.

Pin LiFePO4 cho lưu trữ năng lượng mặt trời

Đối với các dự án dân dụng và lưu trữ năng lượng mặt trời yêu cầu sạc/xả thường xuyên, Voltertech cung cấp các giải pháp pin lithium LiFePO4 ở các cấu hình điện áp và dung lượng khác nhau.

Ví dụ, một pin LiFePO4 dân dụng 15.36kWh 51.2V / 300Ah có thể được ghép nối với một bộ biến tần tương thích cho các yêu cầu lưu trữ năng lượng mặt trời lớn hơn trong nhà.

Pin phù hợp vẫn nên được chọn theo tải yêu cầu, mức sử dụng năng lượng hàng ngày, công suất năng lượng mặt trời, thông số kỹ thuật của bộ biến tần và thời gian dự phòng.

Câu hỏi thường gặp

Bạn nên chọn pin nào?

Đối với hầu hết các hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời hiện đại hoạt động hàng ngày, LiFePO4 thường là lựa chọn thực tế hơn về lâu dài.

Ưu điểm của nó trở nên mạnh mẽ hơn khi pin dự kiến sẽ sạc/xả thường xuyên, lưu trữ một lượng lớn năng lượng mặt trời sử dụng được và hoạt động trong nhiều năm với ít bảo trì.

Axit-chì và AGM vẫn có chỗ đứng. Nếu pin chủ yếu dùng cho dự phòng khẩn cấp không thường xuyên và chi phí ban đầu quan trọng hơn hiệu suất chu kỳ, chúng có thể vẫn là một giải pháp hợp lý.

Do đó, lựa chọn phù hợp ít phụ thuộc vào việc pin nào là “tốt nhất” nói chung và nhiều hơn vào tần suất hệ thống sẽ sạc/xả, lượng năng lượng nó phải cung cấp và chi phí dự kiến của dự án trong suốt vòng đời hoạt động đầy đủ của nó.