UPS ile Lityum-iyon Batarya Kullanımı Hakkında SSS

Özet

Belge, UPS sistemlerinde valf ayarlı kurşun-asit (VRLA) yerine lityum-iyon kullanımını soru-cevap biçiminde ele alır. İki teknolojiyi enerji yoğunluğu, takvim ve çevrim ömrü, şarj süresi, ayak izi, ağırlık, maliyet ve TCO açısından karşılaştırır; altı yaygın Li-ion kimyasını ve hücre paketleme biçimini özetler. Tipik UPS hücre aralıkları: Li-ion 70-260 Wh/kg, 10-15 yıl takvim ömrü, 1.000'den fazla çevrim, yarım-1 saat şarj; VRLA 15-50 Wh/kg, 4-6 yıl, 200-400 çevrim, 6-12 saat şarj.

Maliyet tarafında kurulu Li-ion sistem, aynı güç ve süre için VRLA'nın yaklaşık 1,2 ila 2 katıdır (2018 itibarıyla); birkaç yıl önceki yaklaşık 10 kattan düşmüştür. 15 yılda VRLA'nın büyük olasılıkla 2-3 kez değiştirilmesine karşılık Li-ion hiç ya da bir kez değişir; Li-ion UPS TCO'su 10 yılda VRLA'dan yüzde 10-40 daha düşüktür (2016 itibarıyla). Li-ion sistemler yüzde 50-80 daha az yer kaplar ve yüzde 60-80 daha hafiftir. Şarj verimi Li-ion'da yaklaşık yüzde 90, kurşun-asitte yüzde 80-85'tir, ama BMS tüketimi toplam işletme kayıplarını benzer kılar; kurşun geri dönüşüm oranı yüzde 99'dur.

Güvenlik için termal kaçağa yatkınlık ve zorunlu hücre düzeyi batarya yönetim sistemi (BMS) anlatılır. Li-ion döngü ömrü çoğunlukla 40 C'de belirtilir, kurşun-asit ise 20-25 C'de; bataryaları 25 C civarında tutmak tam çalışma süresine yardım eder. Önerilen depolama 15 C ve yüzde 20-40 şarj durumudur; Li-ion çalışırken değiştirilemez (hot-swap yapılamaz). Li-ion 30 dakika ile 1 saatte yüzde 100'e ulaşır (UPS şarj cihazı sağlayabiliyorsa), yani kurşun-asitten 5-10 saat önce. Belge ayrıca UPS uyumluluğu, geri dönüştürülebilirlik, yaşam döngüsü karbonu ve IATA taşıma sınıflarını kapsar.

Öne çıkan noktalar

1. Li-ion: 70-260 Wh/kg, 10-15 yıl takvim ömrü, >1.000 çevrim, 1/2-1 saat şarj; VRLA: 15-50 Wh/kg, 4-6 yıl, 200-400 çevrim, 6-12 saat.
2. Kurulu Li-ion maliyeti VRLA'nın yaklaşık 1,2-2 katı (2018); birkaç yıl önce yaklaşık 10 kat.
3. 15 yılda VRLA 2-3 kez, Li-ion hiç veya bir kez değişir; Li-ion TCO'su 10 yılda %10-40 düşük (2016).
4. Li-ion %50-80 daha az yer kaplar ve %60-80 daha hafiftir.
5. Şarj verimi Li-ion ~%90, kurşun-asit %80-85; BMS tüketimiyle toplam kayıplar benzer.
6. Li-ion döngü ömrü çoğunlukla 40 C'de belirtilir; 25 C civarı tam çalışma süresine yardım eder.
7. Depolama 15 C ve %20-40 şarj; Li-ion hot-swap yapılamaz.
8. Li-ion 30 dk-1 saatte %100'e ulaşır, kurşun-asitten 5-10 saat önce; kurşun geri dönüşümü %99.

Tasarımda kullanımı

• Batarya kataloğunda kimya (VRLA, LFP, NMC, LMO, NCA, LTO, LCO), özgül enerji, ömür, çevrim ömrü, nominal sıcaklık, kWh başına ayak izi/ağırlık, şarj süresi ve uyumlu UPS modellerini tutun.
• Uyumlu olarak listelenmemiş UPS'e Li-ion kabin eklenmesini engelleyin; bakım planlamasında hot-swap yapılamayacağını uyarın.
• Batarya odası ortamı kimyanın nominal sıcaklığını aşarsa işaretleyin, tam çalışma süresi için 25 C önerin.
• Yerleşimde %50-80 ayak izi azalmasını ve daha hafif zemin yükünü kullanın; NFPA 855 ve IEC 62619 gibi yangın/termal kaçak incelemesini tetikleyin; TCO aracında değişim aralıklarını (VRLA 4-6 yıl, Li-ion 10-15 yıl) ve alan değerini kullanın.

Kimler okumalı

UPS batarya teknolojisi seçen tasarım mühendisleri ve satın alma ekipleri.

İlgili standartlar

• IEC 62619
• UL 1973
• UL 9540A
• NFPA 855
• IEC 62040-1
• IATA Dangerous Goods Regulations

Yayın bilgileri

Yazarlar

Patrick Donovan; Martin Zacho

Yayıncı

Schneider Electric

Yıl

2018

Belge numarası

WP 231

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Üretici

Erişim

Ücretsiz okunur

Lisans

Telif hakkı saklı; yalnızca künye — özgün belge için yayıncının kullanım koşulları geçerlidir

Künye