Koliko ćelija obično ima naslagana energetska baterija?

Složene energetske baterije pojavile su se kao ključno rješenje u području skladištenja energije, opskrbljujući široku lepezu primjena od stambenih solarnih postavki do industrijskog upravljanja energijom velikih razmjera. Kao vodeći dobavljač višestrukih energetskih baterija, često se susrećem s uobičajenim pitanjem: Koliko ćelija obično ima složena energetska baterija? U ovom blogu istražit ću čimbenike koji određuju broj ćelija u ovim baterijama, istražiti različite vrste baterija s višestrukom energijom i dati uvid u to kako broj ćelija utječe na performanse baterije.

Razumijevanje složenih energetskih baterija

Prije nego što razgovaramo o broju ćelija, bitno je razumjeti što je skupljena energetska baterija. Složena energetska baterija je konfiguracija u kojoj je više pojedinačnih baterijskih ćelija povezano serijski i/ili paralelno kako bi se postigao željeni napon, kapacitet i izlazna snaga. Proces slaganja omogućuje fleksibilnost u dizajniranju baterija koje mogu zadovoljiti specifične energetske zahtjeve različitih aplikacija.

Čimbenici koji utječu na broj stanica

Zahtjevi za napon

Jedan od primarnih čimbenika koji određuju broj ćelija u naslaganoj energetskoj bateriji je potrebni napon. Svaka pojedina baterijska ćelija ima određeni nazivni napon. Na primjer, tipična litij-ionska ćelija ima nazivni napon od oko 3,2 V do 3,7 V. Za postizanje većeg napona ćelije se spajaju u seriju. Formula za izračunavanje broja ćelija u seriji ($N_s$) za postizanje željenog napona ($V_{željeni}$) je $N_s=\frac{V_{željeni}}{V_{cell}}$, gdje je $V_{cell}$ nominalni napon jedne ćelije.

Pretpostavimo da želimo dizajnirati bateriju s naponom od 48 V koristeći litij - ionske ćelije s nominalnim naponom od 3,2 V. Koristeći formulu, $N_s=\frac{48}{3.2}=15$ ćelija povezanih u seriju.

Zahtjevi za kapacitet

Kapacitet je još jedan ključni faktor. Kapacitet se mjeri u amper - satima (Ah). Kada su ćelije spojene paralelno, kapacitet baterije se povećava, a napon ostaje isti. Ako imamo jednu ćeliju kapaciteta $C_{cell}$ i želimo postići željeni kapacitet $C_{željeni}$, broj paralelnih ćelija ($N_p$) izračunava se kao $N_p=\frac{C_{željeni}}{C_{cell}}$.

Na primjer, ako jedna ćelija ima kapacitet od 100Ah, a trebamo bateriju kapaciteta 200Ah, spojili bismo 2 ćelije paralelno.

Ukupan broj ćelija u naslaganoj bateriji ($N_{total}$) umnožak je broja ćelija u nizu i broja ćelija u paraleli, tj. $N_{ukupno}=N_s\puta N_p$.

Vrste naslaganih energetskih baterija i njihov broj ćelija

Stambeno skladište solarne energije

U stambenim sustavima za pohranu solarne energije uobičajeni napon je 48 V ili 51,2 V. Za a51,2 V 100 AH naslagana litijeva baterija, koristeći litij - ionske ćelije s nominalnim naponom od 3,2 V, broj ćelija u seriji je $N_s=\frac{51.2}{3.2}=16$. Ako svaka ćelija ima kapacitet od 100Ah, tada je broj paralelnih ćelija 1. Dakle, ukupan broj ćelija u ovoj bateriji je 16.

Ove baterije su dizajnirane za pohranjivanje viška energije koju generiraju solarni paneli tijekom dana za korištenje noću ili tijekom razdoblja slabog sunčevog svjetla. Relativno manji broj ćelija čini ih kompaktnijima i prikladnijima za kućne instalacije.

Skladištenje energije velikih razmjera

Za aplikacije velikih razmjera za pohranu energije, kao što je upravljanje energijom na mrežnom nivou, zahtjevi za naponom i kapacitetom mnogo su veći. ASložena litijeva baterija od 30 KWHmože imati složenu konfiguraciju.

Pretpostavimo da koristimo litij - ionske ćelije s nominalnim naponom od 3,2 V i kapacitetom od 100 Ah. Prvo, moramo pretvoriti energiju iz kilovat - sati u vat - sate (30KWH = 30,000WH). Ako je napon baterije predviđen da bude 48 V, možemo izračunati kapacitet u amper satima pomoću formule $E = V\puta C$, gdje je $E$ energija, $V$ napon, a $C$ kapacitet. Dakle, $C=\frac{E}{V}=\frac{30000}{48}=625Ah$.

Broj ćelija u nizu za postizanje 48 V je $N_s=\frac{48}{3.2}=15$. Broj paralelnih ćelija za postizanje 625 Ah sa ćelijama od 100 Ah je $N_p=\frac{625}{100}\približno 6,25$. U praksi bismo vjerojatno koristili 7 ćelija paralelno kako bismo osigurali dovoljan kapacitet. Dakle, ukupan broj ćelija u ovoj bateriji je $N_{ukupno}=15\times7 = 105$.

Kućna solarna baterija za pohranu energije

AKućna solarna baterija za pohranu energijedizajniran je za uravnoteženje potrošnje i proizvodnje energije u kućanstvu. Ove baterije obično imaju raspon napona od 24 V - 51,2 V i kapacitete u rasponu od nekoliko kilovat - sati do desetaka kilovat - sati.

Na primjer, baterija od 5KWH s izlazom od 48V. Koristeći iste ćelije od 3,2 V, 100 Ah kao prije, prvo izračunajte kapacitet $C=\frac{5000}{48}\approx104,17Ah$. Broj ćelija u seriji za 48V je $N_s=\frac{48}{3.2}=15$. Broj paralelnih ćelija je $N_p=\frac{104.17}{100}\approx1.04$, tako da možemo koristiti 2 paralelne ćelije. Ukupan broj ćelija je $N_{ukupno}=15\times2 = 30$.

Utjecaj broja ćelija na performanse baterije

Učinkovitost

Broj ćelija u naslaganoj bateriji može utjecati na njenu učinkovitost. Kako se broj ćelija povećava, može se povećati i unutarnji otpor baterije. Veći unutarnji otpor dovodi do više energije koja se rasipa kao toplina tijekom punjenja i pražnjenja, smanjujući ukupnu učinkovitost baterije. Stoga je ključno optimizirati konfiguraciju ćelije kako bi se unutarnji otpor sveo na najmanju moguću mjeru uz istovremeno ispunjavanje zahtjeva za naponom i kapacitetom.

Sigurnost

Veći broj stanica znači više potencijalnih točaka kvara. Svaka ćelija ima svoj vlastiti skup sigurnosnih rizika, kao što su prekomjerno punjenje, prekomjerno pražnjenje i toplinski bijeg. Sustavi upravljanja baterijama (BMS) koriste se za nadzor i kontrolu punjenja i pražnjenja pojedinačnih ćelija kako bi se osigurala sigurnost. Međutim, kako se broj ćelija povećava, tako se povećava i složenost BMS-a, a postoji i veća vjerojatnost da kvar jedne ćelije utječe na cijeli baterijski sustav.

Životni vijek

Na životni vijek složene energetske baterije također utječe broj ćelija. Ćelije stare različitim brzinama, a ako jedna ćelija u serijskoj ili paralelnoj vezi prerano otkaže, to može utjecati na performanse i životni vijek cijele baterije. Dobro dizajnirana baterija s odgovarajućim brojem ćelija i pouzdanim BMS-om može pomoći u ravnoteži starenja ćelija i produžiti ukupni životni vijek baterije.

Zaključak

Broj ćelija u naslaganoj energetskoj bateriji uvelike varira ovisno o zahtjevima napona i kapaciteta specifične primjene. Od malih stambenih solarnih skladišta do upravljanja energijom na razini velike mreže, broj ćelija pažljivo se izračunava kako bi zadovoljio energetske potrebe, uzimajući u obzir faktore kao što su učinkovitost, sigurnost i životni vijek.

Kao dobavljač višestrukih energetskih baterija, imamo stručnost za dizajn i proizvodnju baterija s optimalnom konfiguracijom ćelija za vaše specifične zahtjeve. Bilo da tražite aSložena litijeva baterija od 30 KWHza velike projekte ili aKućna solarna baterija za pohranu energijeza vaš dom, možemo pružiti visokokvalitetna rješenja.

Ako ste zainteresirani za naše složene energetske baterije ili imate bilo kakvih pitanja o broju ćelija i dizajnu baterije, slobodno nas kontaktirajte radi nabave i daljnjih rasprava. Predani smo pružanju najboljih rješenja za pohranu energije.

Reference

• Linden, D. i Reddy, TB (2002). Priručnik o baterijama. McGraw - Hill.
• Tarascon, JM, i Armand, M. (2001). Problemi i izazovi s kojima se suočavaju punjive litijeve baterije. Priroda, 414(6861), 359 - 367.