Mục lục
So sánh Ắc quy và pin Lithium-ion
Ắc quy axit-chì có giá thành thấp hơn, nhưng chúng có tuổi thọ ngắn hơn và cần được bảo dưỡng thường xuyên để giữ cho chúng hoạt động bình thường. Pin Lithium-ion có chi phí trả trước đắt hơn nhiều, nhưng chúng không cần bảo dưỡng và có tuổi thọ cao hơn. Bài viết này cung cấp một so sánh song song của cả hai tùy chọn.
Bài viết này đề cập đến sự lựa chọn bạn sẽ cần thực hiện nếu bạn mua một hệ thống năng lượng mặt trời để chạy độc lập hoặc để thêm bộ lưu trữ năng lượng cho ngôi nhà được kết nối lưới điện của bạn.
Cụ thể, chúng ta sẽ xem xét pin axít chì và pin lithium-ion, hai loại pin chính được sử dụng cho năng lượng mặt trời. Đây là tóm tắt:
Ắc quy là một công nghệ đã được thử nghiệm và đúng với chi phí thấp hơn, nhưng yêu cầu bảo trì thường xuyên và không kéo dài.
Lithium-ion là công nghệ pin cao cấp có tuổi thọ dài hơn và hiệu suất cao hơn, nhưng bạn sẽ phải trả nhiều tiền hơn khi mua.
Hãy xem xét chi tiết hơn về ưu và nhược điểm của từng tùy chọn và giải thích lý do tại sao bạn có thể chọn tùy chọn này hơn tùy chọn khác cho hệ thống của mình.
Ắc quy và Pin Lithium-ion: Khái niệm cơ bản
Khi bạn xây dựng một hệ thống năng lượng mặt trời, bạn có ba lựa chọn pin chính là:
Ắc quy Axit-chì ngập nước (FLA)
Đặc điểm phân biệt của pin FLA là các tấm pin được chìm trong nước. Chúng phải được kiểm tra thường xuyên và đổ đầy lại mỗi 1-3 tháng để giữ cho chúng hoạt động bình thường.
Việc chậm trễ trong quá trình bảo trì có thể làm giảm tuổi thọ của pin và làm mất hiệu lực bảo hành. Pin FLA cũng cần được lắp đặt trong một vỏ bọc thông gió để cho phép khí pin thoát ra ngoài.
Ắc quy Axit chì kín (SLA)
Pin SLA có hai loại, AGM (Tấm kính hấp thụ) và Gel, có nhiều đặc tính giống nhau. Chúng yêu cầu ít hoặc không cần bảo dưỡng và chống tràn.
Sự khác biệt chính giữa pin AGM so với pin gel là pin gel có xu hướng có tốc độ sạc và xả thấp hơn. Pin gel nói chung không thể xử lý nhiều dòng điện sạc, có nghĩa là chúng mất nhiều thời gian hơn để sạc lại và tạo ra ít năng lượng hơn.
Pin Lithium-ion
Hóa chất pin lithium-ion tốt nhất cho các ứng dụng năng lượng mặt trời là Lithium-ion Iron Phosphate, được viết tắt thành pin LiFePO4 hoặc LFP. Công nghệ mới này tồn tại lâu hơn và có thể được thực hiện qua các chu kỳ sâu hơn. Chúng cũng không cần bảo dưỡng hoặc thông hơi giống như ắc quy axit-chì.
Pin Lithium-ion có giá trả trước cao hơn, nhưng hiệu quả cao hơn có nghĩa là bạn có thể tiêu tốn ít hơn cho mỗi kilowatt-giờ dung lượng trong suốt tuổi thọ của pin.
Điểm khác biệt chính giữa Ắc quy và pin Lithium-ion
Chu kỳ sống
Khi bạn xả pin (sử dụng nó để cung cấp năng lượng cho các thiết bị của bạn), sau đó sạc lại pin, được gọi là một chu kỳ sạc. Chúng tôi đo tuổi thọ của pin không phải theo năm mà là số chu kỳ chúng có thể xử lý trước khi hết hạn.
Hãy nghĩ về nó giống như đặt số dặm trên một chiếc xe hơi. Khi bạn đánh giá tình trạng của một chiếc xe đã qua sử dụng, quãng đường đi được quan trọng hơn rất nhiều so với năm nó được sản xuất.
Tương tự đối với pin và số lần chúng được chạy theo chu kỳ. Một pin axit-chì tại một nhà nghỉ có thể trải qua 100 chu kỳ trong 4 năm, trong khi cùng một pin có thể trải qua hơn 300 chu kỳ trong một năm tại một hộ gia đình. Chiếc đã trải qua 100 chu kỳ đang có hình dạng tốt hơn nhiều.
Tuổi thọ chu kỳ cũng là một chức năng của độ sâu xả (bạn sử dụng bao nhiêu dung lượng trước khi sạc lại pin). Việc phóng điện sâu hơn gây ra nhiều căng thẳng hơn cho pin, làm giảm tuổi thọ chu kỳ của nó.
Một pin axit chì trung bình hoạt động ở 500 chu kỳ trước khi hỏng, nhiều nhà sản xuất chỉ ra một con số là ít nhất 1.000 chu kỳ sạc nếu được sử dụng trong điều kiện thích hợp. Pin Lithium ion có thể đạt được 6.000 chu kỳ trong các điều kiện sử dụng giống hệt nhau.
Tuy nhiên, nhiệt độ khắc nghiệt và các yếu tố môi trường khác có thể làm giảm đáng kể tuổi thọ của pin axit chì. Lithium cũng thể hiện khả năng chịu nhiệt độ lớn hơn nhiều. Ở 77 độ, tuổi thọ của pin axit chì vẫn ổn định ở mức 100% – tăng lên đến 127 độ và nó giảm xuống còn 3% đáng kinh ngạc, với tuổi thọ giảm dần khi nhiệt độ tăng. Trong cùng một phạm vi, tuổi thọ pin của lithium không bị ảnh hưởng, mang lại cho nó một mức độ linh hoạt khác mà axit chì không thể sánh kịp.
Độ xả sâu
Độ sâu xả đề cập đến mức dung lượng tổng thể được sử dụng trước khi sạc lại pin. Ví dụ: nếu bạn sử dụng một phần tư dung lượng pin, độ sâu xả sẽ là 25%.
Pin không xả hết khi bạn sử dụng. Thay vào đó, chúng có độ sâu xả được khuyến nghị: có thể sử dụng bao nhiêu trước khi nạp lại.
Ắc quy axit-chì chỉ nên chạy ở độ sâu xả 50%. Ngoài giới hạn đó, có nguy cơ ảnh hưởng tiêu cực đến tuổi thọ của chúng.
Ngược lại, pin lithium-ion có thể xử lý mức phóng điện sâu đến 100%. Điều này về cơ bản có nghĩa là chúng có khả năng sử dụng cao hơn.
Hiệu quả
Pin Lithium-ion hiệu quả hơn. Điều này có nghĩa là năng lượng mặt trời của bạn được lưu trữ và sử dụng nhiều hơn.
Ví dụ, pin axit chì chỉ có hiệu suất 80-85% tùy thuộc vào kiểu máy và tình trạng. Điều đó có nghĩa là nếu bạn có 1.000 watt năng lượng mặt trời đi vào pin, chỉ có 800-850 watt khả dụng sau quá trình sạc và xả.
Pin Lithium-ion có hiệu suất hơn 95%. Trong cùng một ví dụ, bạn có sẵn hơn 950 watt điện.
Hiệu quả cao hơn có nghĩa là pin của bạn sạc nhanh hơn. Tùy thuộc vào cấu hình hệ thống của bạn, điều đó cũng có nghĩa là bạn mua ít tấm pin mặt trời hơn, dung lượng pin ít hơn và máy phát điện dự phòng nhỏ hơn.
Tỷ lệ sạc điện
Với hiệu suất cao hơn, tốc độ sạc pin lithium-ion cũng nhanh hơn. Chúng có thể xử lý cường độ dòng điện cao hơn từ bộ sạc, có nghĩa là chúng có thể được nạp đầy nhanh hơn nhiều so với axit-chì.
Chúng tôi biểu thị tốc độ sạc dưới dạng một phần nhỏ, chẳng hạn như C/5, trong đó C = dung lượng của pin tính bằng amp giờ (Ah). Vì vậy, pin 430 Ah sạc ở tốc độ C/5 sẽ nhận được 86 ampe sạc (430/5).
Pin axít chì bị hạn chế về lượng dòng điện mà chúng có thể xử lý, chủ yếu là vì chúng sẽ quá nóng nếu bạn sạc quá nhanh. Ngoài ra, tốc độ sạc sẽ chậm hơn đáng kể khi bạn gần hết dung lượng.
Ắc quy axit chì có thể sạc khoảng C/5 trong giai đoạn số lượng lớn (lên đến 85% dung lượng). Sau đó, bộ sạc pin sẽ tự động chạy chậm lại để làm cạn pin. Điều này có nghĩa là pin axit chì mất nhiều thời gian để sạc hơn, trong một số trường hợp, lâu hơn gấp 2 lần, miễn là pin Lithium-ion thay thế.
Mật độ năng lượng
Mật độ năng lượng là thước đo lượng năng lượng chứa trong pin tương ứng với trọng lượng của nó. Phép đo này thường được trình bày bằng Watt-giờ trên kilogam (Wh / kg). Một oát-giờ là một đơn vị đo năng lượng điện tương đương với việc tiêu thụ một oát trong một giờ.
Mật độ năng lượng của pin axit chì dao động trong khoảng 30-50 Wh / kg, mật độ năng lượng của pin Lithium-ion nằm trong khoảng 100-265 Wh / kg
Pin lithium-ion có mật độ năng lượng cao hơn ắc quy axit chì. có nghĩa rằng, nó có trọng lượng nhẹ hơn và nhỏ hơn nên phù hợp trong không gian ít hơn và chúng có thể cung cấp một lượng lớn dòng điện cho các ứng dụng năng lượng cao.
Tại sao chọn pin lithium-ion?
Trong nhiều năm, Ắc quy axit chì đã là nguồn năng lượng cho các thiết bị điện tử, xe cộ và thiết bị. Tuy nhiên, nhờ một số tính năng thúc đẩy hiệu quả và an toàn, pin lithium-ion đang trở thành một lựa chọn phổ biến trong một số ngành công nghiệp.
Pin Lithium đại diện cho một sự cải tiến đáng kể so với các lựa chọn thay thế axit chì. Những lợi thế vốn có của công nghệ Lithium-ion mang lại lợi thế cho nó khi cung cấp năng lượng cho hầu hết các sản phẩm và ứng dụng truyền thống. Về mặt công nghệ, chúng là sự thay thế cho ắc quy chì.
