อธิบายโดย BESS: เหตุใดเซลล์แบตเตอรี่เก็บพลังงานจึงตัดสินใจเรื่องคุณภาพ

BESS ทำงานบนเซลล์แบตเตอรี่ — คุณภาพของเซลล์คือสิ่งที่กำหนดประสิทธิภาพของระบบอย่างแท้จริง

คำตอบโดยตรงคือ: ระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) เชื่อถือได้ ปลอดภัย และใช้งานได้ยาวนานเท่าๆ กัน เซลล์แบตเตอรี่เก็บพลังงาน บรรจุอยู่ข้างใน ทุกโมดูล ทุกแพ็ค และทุกเมกะวัตต์-ชั่วโมงของกำลังการผลิตใน BESS จะย้อนกลับไปที่แต่ละเซลล์ ไม่ว่าจะเป็นคุณสมบัติทางเคมี ความทนทานต่อการผลิต และประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยที่ได้รับการรับรอง สองระบบสามารถใช้ความจุของเนมเพลทและอินเวอร์เตอร์ร่วมกันได้ แต่มีความแตกต่างอย่างมากในด้านอายุการใช้งาน อัตราการย่อยสลาย และความปลอดภัยจากอัคคีภัย เพียงเพราะระบบหนึ่งใช้เซลล์ที่มีการควบคุมอย่างดีและเข้ากันอย่างแน่นหนา และอีกระบบหนึ่งไม่ได้ใช้

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญมากขึ้นกว่าเดิมในปัจจุบัน เนื่องจากการปรับใช้ BESS ปรับขนาดจากหน่วยสำรองข้อมูลแบบตู้เดี่ยวไปจนถึงการติดตั้งหลายเมกะวัตต์ชั่วโมงที่รองรับไซต์เชิงพาณิชย์ ไมโครกริด และโรงงานจัดเก็บข้อมูลที่เชื่อมต่อกับกริด ในระดับนี้ ความแตกต่างเล็กน้อยในสารประกอบความสอดคล้องระดับเซลล์ในเซลล์หลายพันเซลล์ ทำให้ทางลัดการผลิตเล็กๆ น้อยๆ กลายเป็นช่องว่างที่วัดได้ในด้านกำลังการผลิตและอายุการใช้งานที่ส่งมอบ บทความนี้จะอธิบายอย่างชัดเจนถึงสิ่งที่แยกคุณภาพสูงออกจากกัน เซลล์แบตเตอรี่เก็บพลังงาน ตั้งแต่เซลล์ธรรมดา วิธีวิศวกรรมเซลล์เหล่านั้นให้เป็น BESS ที่เสร็จสมบูรณ์ และสิ่งที่ผู้ซื้อควรตรวจสอบก่อนที่จะตกลงใจกับซัพพลายเออร์

จริงๆ แล้ว BESS คืออะไร และเซลล์แบตเตอรี่อยู่ตรงไหน

A ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ กักเก็บพลังงานไฟฟ้าทางเคมีเพื่อให้สามารถปล่อยออกมาได้ในภายหลังตามความต้องการ — ทำให้การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์และลมราบรื่นขึ้น การเปลี่ยนค่าธรรมเนียมอุปสงค์ในชั่วโมงเร่งด่วน หรือจัดหาพลังงานสำรองฉุกเฉิน BESS ถูกสร้างขึ้นจากโครงสร้างสามชั้น โดยแต่ละชั้นซ้อนกันอยู่ภายในชั้นถัดไป:

• เซลล์ — หน่วยเคมีไฟฟ้าปิดผนึกที่เล็กที่สุดที่เก็บพลังงาน นี่คือที่ เซลล์แบตเตอรี่เก็บพลังงาน มีชีวิตอยู่
• โมดูล — หลายเซลล์เชื่อมต่อแบบอนุกรมและขนาน พร้อมสายไฟ เซ็นเซอร์ และส่วนรองรับโครงสร้าง
• แพ็ค/ระบบ — หลายโมดูลรวมกับระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) การจัดการความร้อน และมักจะเป็นระบบการแปลงพลังงาน (PCS)

เนื่องจากเซลล์ตั้งอยู่ที่ด้านล่างสุดของโครงสร้างนี้ จุดอ่อนใดๆ ในระดับเซลล์ เช่น ความจุที่ไม่สอดคล้องกัน การควบคุมความต้านทานภายในไม่ดี หรือคุณสมบัติทางเคมีที่ไม่เสถียร จะถูกขยายให้ใหญ่ขึ้นเมื่อมันเคลื่อนผ่านโมดูลและแพ็ค นี่คือเหตุผลว่าทำไมการประเมิน BESS ที่จริงจังจึงเริ่มต้นที่เซลล์เสมอ ไม่ใช่จาก Cabinet ที่เสร็จสมบูรณ์

เหตุใดเซลล์แบตเตอรี่เก็บพลังงานจึงขับเคลื่อนประสิทธิภาพ BESS

คุณลักษณะระดับเซลล์สี่ประการเป็นตัวกำหนดเกือบทุกอย่างเกี่ยวกับประสิทธิภาพของ BESS ที่เสร็จแล้วในภาคสนาม แต่ละข้อด้านล่างนี้มีข้อดีข้อเสียทางวิศวกรรมที่แตกต่างกัน

• วงจรชีวิต — จำนวนรอบการคายประจุเต็มเซลล์หนึ่งเซลล์สามารถทำได้ก่อนที่ความจุจะลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่ใช้ได้ ซึ่งโดยทั่วไปคือ 70 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ของความจุเดิม
• ความหนาแน่นของพลังงาน — ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ต่อหน่วยน้ำหนักหรือปริมาตร ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อขนาดพื้นที่และค่าขนส่ง
• เสถียรภาพทางความร้อน — ความทนทานต่อเคมีของเซลล์ต่อการระบายความร้อนภายใต้สภาวะการใช้งานที่ไม่เหมาะสม เช่น การชาร์จไฟเกินหรือความเสียหายทางกายภาพ
• เซลล์-to-cell consistency — เซลล์ที่จับคู่กันอย่างใกล้ชิดนั้นมีความจุและความต้านทานภายในเพียงใด ซึ่งเป็นตัวกำหนดว่าโมดูลจะมีอายุเท่ากันเมื่อเวลาผ่านไปเท่าใด

ความสม่ำเสมอที่ไม่ดีจะสร้างความเสียหายอย่างยิ่ง เนื่องจากจนถึงขณะนี้ BMS สามารถปรับสมดุลแพ็คได้เท่านั้น หากเซลล์มีความแตกต่างกันอย่างมากจากโรงงาน เซลล์ที่อ่อนแอที่สุดในชุดข้อมูลจะมีประจุเต็มหรือว่างเปล่าก่อนเสมอ ซึ่งจะจำกัดความจุที่ใช้ได้ของทั้งสตริงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การเปรียบเทียบเคมีเซลล์แบตเตอรี่หลักที่ใช้ใน BESS

ไม่ใช่ทั้งหมด เซลล์แบตเตอรี่เก็บพลังงาน ใช้เคมีเหมือนกัน การเลือกใช้วัสดุแคโทดมีผลกระทบโดยตรงต่อความปลอดภัย อายุการใช้งาน และต้นทุน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการเลือกใช้สารเคมีจึงเป็นหนึ่งในการตัดสินใจครั้งแรกในการออกแบบ BESS

สำหรับการใช้งาน BESS แบบอยู่กับที่ส่วนใหญ่ เซลล์ LFP เป็นตัวเลือกที่โดดเด่น เนื่องจากโครงสร้างผลึกโอลิวีนต้านทานการปล่อยออกซิเจนที่อุณหภูมิสูง ทำให้มีความปลอดภัยที่กว้างกว่าสารเคมีที่มีโคบอลต์ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับระบบที่อยู่ในโกดัง หลังคา หรือใกล้กับอาคารที่มีคนใช้งานมานานหนึ่งทศวรรษหรือมากกว่านั้น

ตัวชี้วัดประสิทธิภาพหลักในการตรวจสอบในเอกสารข้อมูลของเซลล์

ก่อนที่จะเลือกซัพพลายเออร์ BESS ผู้ซื้อควรขอเอกสารข้อมูลระดับเซลล์ แทนที่จะอาศัยเพียงตัวเลขการตลาดระดับระบบเท่านั้น ตัวชี้วัดต่อไปนี้เผยให้เห็นคุณภาพที่แท้จริงของ เซลล์แบตเตอรี่เก็บพลังงาน ถูกใช้:

1. พิกัดความจุและสภาวะการทดสอบที่วัดภายใต้ (อุณหภูมิ อัตราการคายประจุ)
2. อายุการใช้งานของวงจรที่ระดับความลึกของการคายประจุและขีดจำกัดความจุเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งานที่ระบุไว้
3. ช่วงความต้านทานภายในตลอดชุดการผลิต ซึ่งบ่งบอกถึงความสม่ำเสมอในการผลิต
4. ช่วงอุณหภูมิในการทำงานสำหรับการชาร์จและการคายประจุ
5. อัตราการคายประจุเองต่อเดือน ซึ่งส่งผลต่อการใช้งานสแตนด์บายในระยะยาว

ซัพพลายเออร์ที่ไม่สามารถให้ข้อมูลความสอดคล้องในระดับแบตช์ได้ เช่น ความต้านทานภายในที่กระจายไปทั่วล็อตการผลิต ถือเป็นสัญญาณว่าการคัดแยกเซลล์และการให้คะแนนอาจไม่ได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด ซึ่งจะเพิ่มความเสี่ยงของการเสื่อมสภาพที่ไม่สม่ำเสมอภายในบรรจุภัณฑ์ที่เสร็จสมบูรณ์

นอกจากนี้ยังควรถามว่าตัวเลขวงจรชีวิตถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร อัตราอายุการใช้งานของวงจรที่วัดที่ระดับความลึกของการปล่อยประจุที่ตื้นและอุณหภูมิโดยรอบที่ไม่รุนแรงจะดูดีกว่าบนกระดาษเสมอมากกว่าที่วัดภายใต้สภาพสนามที่สมจริง การขอโปรโตคอลการทดสอบด้านหลังตัวเลข เช่น ความลึกของการคายประจุ อัตราการประจุและการคายประจุ และอุณหภูมิในการทดสอบ จะทำให้ได้ภาพที่แม่นยำยิ่งขึ้นว่าเซลล์จะทำงานอย่างไรเมื่อติดตั้งแล้ว

วิธีสร้างเซลล์ให้เป็น BESS ที่สมบูรณ์

กลายเป็นดิบ เซลล์แบตเตอรี่เก็บพลังงาน เข้าสู่ BESS ที่ได้รับการรับรองและปรับใช้ได้ตามลำดับทางวิศวกรรมที่สอดคล้องกัน:

ขั้นตอนที่ 1 — การเรียงลำดับเซลล์และการจัดลำดับ

เซลล์ขาเข้าจะได้รับการทดสอบและจัดกลุ่มตามความจุและความต้านทานภายใน เพื่อให้เฉพาะเซลล์ที่เข้าคู่กันอย่างใกล้ชิดเท่านั้นที่จะประกอบเป็นชุดสตริงเดียวกัน

ขั้นตอนที่ 2 — การประกอบโมดูล

เซลล์ที่จับคู่กันจะเชื่อมต่อกันในรูปแบบอนุกรมและขนาน ติดตั้งเซ็นเซอร์แรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิ และปิดล้อมไว้ในตัวเรือนที่มีโครงสร้าง

ขั้นตอนที่ 3 — การรวมแพ็ค

โมดูลถูกรวมเข้ากับระบบการจัดการแบตเตอรี่ การจัดการความร้อน (ระบายความร้อนด้วยอากาศหรือระบายความร้อนด้วยของเหลว) และกล่องป้องกันเพื่อสร้างบรรจุภัณฑ์หรือตู้สำเร็จรูป

ขั้นตอนที่ 4 — การทดสอบระดับระบบ

ระบบที่ประกอบผ่านวงจรการคายประจุ การทดสอบความร้อน และการตรวจสอบความปลอดภัยก่อนที่จะได้รับการรับรองสำหรับการจัดส่ง

การรับรองที่ยืนยันความปลอดภัยของเซลล์จริง

เนื่องจากโดยทั่วไปแล้ว BESS จะติดตั้งเป็นเวลาสิบปีขึ้นไปจึงจะมีใบรับรองความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์พื้นฐาน เซลล์แบตเตอรี่ ไม่สามารถต่อรองได้ มาตรฐานที่เกี่ยวข้องมากที่สุดที่จะขอจากซัพพลายเออร์ ได้แก่:

• ยูแอล 1973 — มาตรฐานความปลอดภัยหลักของสหรัฐอเมริกาสำหรับแบตเตอรี่เก็บพลังงานแบบอยู่กับที่
• ไออีซี 62619 — มาตรฐานความปลอดภัยสากลครอบคลุมถึงเซลล์และแบตเตอรี่ลิเธียมทุติยภูมิสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรม
• สหประชาชาติ 38.3 — การทดสอบการขนส่งภาคบังคับเพื่อยืนยันว่าเซลล์ต่างๆ ปลอดภัยในการขนส่งทางอากาศ ทางทะเล และทางถนน
• CE / RoHS — การเข้าถึงตลาดยุโรปและการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสารอันตราย

การรับรองเหล่านี้ยืนยันว่าหน่วยทดสอบอิสระได้ตรวจสอบคุณสมบัติทางเคมีของเซลล์ ตรรกะของระบบการจัดการแบตเตอรี่ และการออกแบบกล่องหุ้มภายใต้สภาวะการใช้งานที่ไม่เหมาะสม ไม่ใช่แค่ภายใต้การทำงานปกติเท่านั้น

รายการตรวจสอบที่ใช้ได้จริงสำหรับการประเมินเซลล์ของซัพพลายเออร์ BESS

ใช้รายการตรวจสอบต่อไปนี้เมื่อเปรียบเทียบซัพพลายเออร์ของ เซลล์แบตเตอรี่เก็บพลังงาน และผลิตภัณฑ์ BESS สำเร็จรูป:

• ขอเอกสารข้อมูลระดับเซลล์ ไม่ใช่แค่เอกสารข้อมูลจำเพาะระดับระบบ
• ยืนยันการรับรอง UL 1973 และ IEC 62619 สำหรับเซลล์และชุดแพ็คเฉพาะที่มีการเสนอราคา
• สอบถามว่าผู้ผลิตดำเนินการคัดแยกและให้คะแนนเซลล์ภายในบริษัท หรือจัดหาเซลล์ที่คัดเกรดล่วงหน้าจากบุคคลที่สามหรือไม่
• ตรวจสอบเงื่อนไขการรับประกันสำหรับความจุที่รับประกันหลังจากนับรอบหรือตามจำนวนปีที่ระบุไว้
• ตรวจสอบการรับรองระบบคุณภาพการผลิต เช่น IATF 16949 ซึ่งระบุถึงการควบคุมกระบวนการในระดับยานยนต์

ซัพพลายเออร์ที่มีการผลิตแบบครบวงจรในแนวตั้ง — ตั้งแต่การทดสอบเซลล์ไปจนถึงการประกอบโมดูลและแพ็ค — โดยทั่วไปจะสามารถตรวจสอบย้อนกลับได้อย่างสมบูรณ์มากกว่าซัพพลายเออร์ที่ประกอบแพ็คจากเซลล์ภายนอกที่ไม่ผ่านการตรวจสอบ

การจัดหาเซลล์แบตเตอรี่เก็บพลังงานจากผู้ผลิตแบบบูรณาการในแนวดิ่ง

Ningbo Nxten Energy Technology Co., Ltd. ออกแบบและผลิต เซลล์แบตเตอรี่เก็บพลังงาน ควบคู่ไปกับโมดูล แพ็ค และตู้ BESS ที่สมบูรณ์ ทำให้สามารถควบคุมการเรียงลำดับเซลล์ การประกอบโมดูล และการทดสอบระบบขั้นสุดท้ายได้โดยตรง แทนที่จะอาศัยส่วนประกอบที่มาจากภายนอกและไม่ผ่านการตรวจสอบ โรงงานผลิตของบริษัทได้รับการรับรอง IATF 16949 และผลิตภัณฑ์ของบริษัทได้รับการพัฒนาเพื่อให้สอดคล้องกับ UL 1973 และ IEC 62619 ซึ่งเป็นมาตรฐานสากลสองมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยในการจัดเก็บพลังงานแบบอยู่กับที่มากที่สุด การบูรณาการในแนวดิ่งนี้ ตั้งแต่เซลล์ดิบไปจนถึงตู้สำเร็จรูป ช่วยให้สามารถควบคุมความสอดคล้องระหว่างเซลล์ต่อเซลล์ได้เข้มงวดยิ่งขึ้น และสามารถตรวจสอบย้อนกลับได้ชัดเจนกว่าซัพพลายเออร์ที่ประกอบเฉพาะแพ็คจากเซลล์ของบุคคลที่สามเท่านั้น สำหรับผู้ซื้อในการเปรียบเทียบตัวเลือกต่างๆ ควรสอบถามซัพพลายเออร์ BESS ในอนาคตว่าพวกเขาผลิตเซลล์ของตนเองหรือจัดหาจากภายนอก เนื่องจากปัจจัยเดียวนี้มีผลกระทบอย่างมากต่อความสม่ำเสมอในระยะยาวและความน่าเชื่อถือในการรับประกัน

การซื้อกลับบ้านครั้งสุดท้าย

A ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ ถูกกำหนดตั้งแต่พื้นฐานโดยคุณภาพของมัน เซลล์แบตเตอรี่เก็บพลังงาน . การเลือกใช้สารเคมี ความสม่ำเสมอระหว่างเซลล์ ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยที่ได้รับการรับรอง และความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับของการผลิต ล้วนมีความสำคัญมากกว่าคำกล่าวอ้างทางการตลาดระดับระบบเดียว ผู้ซื้อที่ขอเอกสารข้อมูลระดับเซลล์ ยืนยันการรับรอง UL 1973 และ IEC 62619 และเลือกซัพพลายเออร์ที่มีการผลิตแบบครบวงจรในแนวดิ่ง มีแนวโน้มมากกว่ามากที่จะได้ BESS ที่ให้พิกัดกำลังการผลิตที่เชื่อถือได้ตลอดทศวรรษของการบริการ แทนที่จะเป็นซัพพลายเออร์ที่เสื่อมสภาพอย่างไม่อาจคาดเดาได้ภายในสองสามปีแรก