2v OPzS

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2v OPzS 고정 배터리 -

고정 응용 프로그램에 가장 적합한 선택?

고정 된 배터리의 세계는 가만히 서 있지 않습니다. 빠르게 성장하는 이 시장에 가장 적합한 배터리 선택은 무엇입니까?

세상은 빠르게 변화하고 있습니다. 점점 더 많은 산업, 조직, 지역 및 국가는 일관되고 신뢰할 수 있는 전력을 주문형으로 필요로 합니다. 국가 전력망은 종종 피크 전력 수요를 충족하기 위해 고군분투하고 있으며, 일부 국가에서는 도시 또는 지역에 의한 계획된 정전이 일반적입니다. 성숙한 인프라를 갖춘 선진국에서는 확실히 공급에 부담이 있으며 때로는 피크 이벤트, 손상 또는 사고가 장기간 정전 기간으로 이어질 수 있습니다. 동전의 반대편에, 개발 도상국은 전력을 공급할 국가 그리드가 없는 외딴 지역에서 전력 공급에 문제가 있을 수 있습니다.

그런 다음 전력 출력이 간헐적이고 때로는 예측할 수 없는 가변 또는 재생 가능한 자원으로부터 에너지를 저장하는 현대적인 요구 사항이 있습니다. 풍력 및 태양열 발전기 모두 될 수 있습니다. 조수 발생기와 같은 이러한 에너지원과 예측 가능한 에너지원은 사용량이 가장 많은 시기가 아닌 불편한 시기에 전력을 공급할 수도 있습니다. 그리드 관련 응용 프로그램 (주파수 제어, 피크 면도, 차익 차익 거래 등)과 로컬 UPS, 대기 전력, 비용 절감 등 은 현대 상거래의 필수적인 부분입니다.
이들은 고정 된 에너지 저장 시설을 필요로 하는 응용 프로그램의 단지 몇 가지.

안타깝게도 데이터는 최신 데이터가 아닙니다. 이것은 이 성장하고 더 유리한 시장에 자유롭게 사용할 수있는 정보의 부족 때문입니다. 데이터 센터 애플리케이션을 위한 에너지 스토리지 및 UPS인 가장 빠르게 성장하는 부문은 대기업이며 투자자 중심의 상업 운영이 될 수 있습니다. 이 때문에 관련 정보를 제공하는 데 잠재적 이익이 있으므로 로이터와 같은 회사는 실제로 수요가 많은 정보를 찾고 있습니다. 이러한 이유로 통계는 내가 원하는만큼 일관되거나 직접적으로 적용되지 않습니다. 그러나, 그들은이 높은 성장 시장 부문의 현재 동향에 대한 이해를 제공하기에 충분히 마크에있을 것입니다.

도에 제공된 약어 목록을 면밀히 조사하면 됩니다. 1 이러한 응용 프로그램에 대한 요구 사항이 매우 다르다는 것을 볼 수 있습니다. 우리가 가정 할 수있는 다른 사람의 가장 큰 부분은 주로 에너지 저장입니다. 로이터에 따르면, 납산 배터리 고정 시장은 2017년에 83억 달러로 평가되었으며 다음과 같은 부문으로 구성되었습니다.
통신
Ups
유틸리티
비상 조명
보안 시스템
케이블 TV/방송
석유 및 가스
재생 에너지
철도 백업 시스템
다른
이 문서의 목적을 위해 배터리 요구 사항의 유사성으로 인해 이러한 시장 중 일부를 결합할 수 있는 사람은 거의 없습니다. 표 1은 설치된 배터리에서 이러한 응용 프로그램의 요구를 표시합니다.

이러한 응용 프로그램 중 일부는 더 세분화될 수 있습니다. 에너지 스토리지를 시작으로, 이것은 아마도 가장 빠르게 성장하는 고정 응용 프로그램입니다. 지난 20년 동안, 유틸리티 규모의 작업과 마찬가지로 그리드에서 직접 에너지 저장또는 가변 재생 에너지 발전기에 추가되는 에너지 저장이 모든 범위의 이점을 가지고 있다는 것을 인식해 왔습니다. 아래 표 2는 그리드 스케일 에너지 저장을 넣을 수 있는 다양한 용도에 대한 합리적으로 포괄적인 목록을 제공합니다.

2v OPzS 고정 배터리 시장 - Fig1
그림 1 고정 배터리 시장
2v OPzS Stationary Battery Fig 2
그림. 2 마이크로 텍스 2v OPzS의 눈에 띄는 기능을 보여줍니다

즉각적으로 분명한 것은 에너지 차익 거래와 같은 응용 프로그램 중 일부는 낮은 가격으로 저장된 에너지의 구매 준비금을 기반으로 상당한 상업적 이점과 업계를 가지고 있으며, 피크 수요 시간 이나 에너지 발전기가 어려움을 겪고있는 시기에 유통 업체에 재판매된다는 것입니다. 재생 가능 에너지를 효율적으로 활용하는 능력이 점점 더 중요해지고 있으며, 국가와 지역은 산업화 와 소비자 수요 증가로 인한 CO2 배출량을 낮추기 위해 고군분투하고 있습니다.

원격 통신 타워와 같은 다른 시장과 함께 그리드 규모의 에너지 저장은 배터리를 이상적으로 배치하여 성장을 가능하게 하는 시장이 급성장하고 있습니다. 사용 가능한 모든 배터리 저장 기술, 납 산, 특히 2v OPzS 및 OPzV 설계는 대부분의 고정 시장에 매우 비용 효율적인 솔루션을 제공할 수 있습니다.

Application Typical Size Max Discharge Discharge Frequency Rate of Discharge
Energy Storage 1-50 MWh, Max - 290 80% Daily 0.2 C10
UPS 0.5 - 500 kWh 20% Infrequent / Weekly 0.05 C10
Emergency / Backup 0.5 kWh - 10MWh 80% Infrequent / Weekly 0.08 C10
Rail / Cable / Security 0.1 - 5kWh 60% Daily 0.1 C10
Renewables 0.5kWh - 5MWh 70% Daily 0.1 C10
Telecom 5 kWh - 50 kWh 70% Daily 0.1 C10

표 1 고정 배터리 응용 프로그램 및 요구 사항

우리가 염려해서는 안되는 한 가지는 국가 전력망에 있는 에너지 용량입니다. 우리가 부족한 것은 총 에너지 수요를 충족시키는 능력이 아니라 피크 기간에 전력 수요를 충족할 수 있는 능력입니다. 많은 선진국은 일일 총 에너지 요구 량 보다 더 많은 것을 생성할 수 있지만, 피크 소비 기간에 대한 생성 용량에 가깝거나 가깝습니다. 예를 들어 영국에서는 최대 피크 수요가 약 75GW의 공급 능력을 가진 약 60GW를 가리키지만 잦은 고장으로 인해 훨씬 적은 경우가 많습니다.

즉, 경우에 따라 최대 수요가 발전기 공급을 능가할 수 있습니다. 이는 350.162GW의 설치 용량에도 불구하고 올해 3월 전기 수요가 사상 최고치인 176.724기가와트(GIGawatts)를 기록한 인도와 는 대조적입니다. 그러나 인도의 많은 주에서 계획된 경험과 계획되지 않은 전력 감축 및 피크 전기 공급이 낮았습니다. 이는 일부 국영 전력 유통 회사의 불안정한 재정과 같은 문제와 관련하여 설명되어 있어 필요한 전력을 조달할 수 없습니다.

Application Description
Energy Arbitrage Can store energy and meter its use for purchase and resale at a profit
Frequency Regulation Sudden dips in frequency due to heavy loads can be prevented by use of instantaneous battery power
Capacity Firming Use of storage to provide energy to fill in when variable generation (i.e. solar and wind) output is below the generators's rating to provide constant power output
Power Quality A measure of the level of voltage and / or frequency disturbances
Black Start " The reliable restoration of the grid following a blackout. This requires a generating unit to start without an outside electrical supply, or to automatically remain operating at reduced levels when disconnected from the grid "
Peak shaving / Demand-side management / Load levelling ZII activities or programs undertaken by Load - Serving Entity or its customers to influence the amount or timing of electricity they use
Backup power (Nuclear and fossil fuel generators) Provides power in the event of a power failure for commercial and industrial facilities. Can also be used by electricity power plants to provide electricity if the generators cannot cope or fail
UPS Uninterruptible Power Supply is a device that provides battery backup when the electrical power fails or drops to an unacceptable voltage level. Can be used for domestic or industrial applications

인도 정부는 FY19의 9 개월 동안 피크 수요가 FY18의 해당 기간에 2.8 %에 비해 7.9 %로 증가했다고 주장한다. 이는 가계 전기화의 확산, 농업 소비자에 대한 공급 증가, 낮은 수력 발전 및 여름 연장에 따른 전력 수요 증가로 인한 것입니다. 인도 의 발전 용량의 약 50 %는 수력 발전소에서 파생됩니다. 즉, 다른 발전기는 약 170GW의 잠재적 출력을 차지합니다. 이를 염두에 두고 에너지 저장성향은 엄청나게 크며, 필요할 때 추가 발전기를 늘리거나 전환하는 대신 더 많은 에너지 매장량을 보유해야 합니다.

전기 공급과 정전 방지 외에도 에너지 저장은 즉각적인 대응 기능으로 인해 공급 주파수를 적절한 수준으로 유지하는 등 많은 문제를 해결할 수 있습니다. 그런 다음 피크 수요 문제와 우리의 피크 요구 사항에 대한 편리한 시간에 생산되지 않는 재생 에너지의 활용이있다. 특히 가장 비용 효율적인 배터리 옵션을 선택한 경우 생성보다는 에너지 저장 장치를 설치하는 비용도 유리합니다. 예, 당신이 짐작 할 수 있듯이 그것은 최고의 모든 라운드 값을 제공하는 친숙한 납 산 화학입니다.

이는 자본 비용뿐만 아니라 평생 비용과 투자에 대한 재정적 수익의 사실입니다. 납산의 주요 아킬레스건인 에너지 스토리지에서는 낮은 에너지 밀도가 성공적인 작동에 중요한 요소가 아닙니다. 건물 내에서 사용할 수있는 움직임과 공간이 많기 때문에 콘크리트 바닥에 배터리가 저장되어 있기 때문에 무게와 부피가 실제로 중요하지 않습니다.

에너지 스토리지의 모든 측면에 대한 주요 요구 사항은 몇 초의 빠른 응답 시간, 효율적인 에너지 변환 및 긴 일정 및 사이클 수명입니다. 2v OPzS 및 OPzV 제품군은 응답 시간이 밀리초이고 모든 다른 LAB 설계의 최상의 사이클 및 캘린더 수명을 갖습니다.

2v OPzV는 두 가지 면에서 다릅니다: 재조합을 위해 세포 내부에서 산소와 수소가 충전된 상태로 생산되는 것을 유지하기 위해 고정된 GEL 전해질과 압력 릴리프 밸브가 있습니다. 특징은, 특히, 그리드용 척추와 활성 물질에 멀티튜브를 보유하는 관형 플레이트가, 셀의 이 디자인의 긴 주기 및 달력 수명에 대한 열쇠이다.

납 산 옵션 중 OPzS는 대부분의 고정 응용 분야에서 더 나은 만능 성능을 가지고 있으며, 특히 사이클 수명동안 유지 보수를 토핑해야 하는 단점이 있습니다. 에너지 저장(LCOES)의 평준화 된 비용을 계산할 때 배터리 설치 및 유지 보수의 전체 비용을 포함하는 것이 중요합니다. 최상의 배터리 옵션을 결정할 때 특히 다른 배터리 화학을 평가할 때 실제 비용을 이해하는 것이 중요합니다.

예를 들어 리튬 이온으로, 그것은 종종 냉각, 안전 및 화재 체포 장비를 떠나, 인용되는 배터리 팩 비용입니다. 경우에 따라 계산에 포함된 배터리 팩 및 관리 시스템조차 없는 셀 비용만 가능합니다. 에너지의 평준화 비용 (LCOE) 쉽게 다음 관계에서 결정 될 수있다:

  • LCOE = 배터리 수명 동안 모든 출력의 배터리/합계수명 동안 모든 비용을 합수합니다.

배터리 수명 동안의 비용에는 전기로 배터리 충전이 포함됩니다. 이 경우 백분율로 표현된 출력/입력이 비용 계산에 사용됩니다.
수명 동안의 출력은 배터리의 사이클 수명에 크게 의존하며, 더 높을수록 좋습니다. 이것은 위에서 주어진 관계에 따라 전기를 제공하는 비용을 줄일 수 있습니다. 이것은 다시 배터리 구매에 대 한 계산을 할 때 혼란과 오류의 소스. 납산의 경우 배터리의 수명은 방전 깊이(DOD)에 크게 의존합니다.

DOD가 낮을수록 배터리 주기 수명이 높아집니다(도 3). 많은 고객이 자본 비용을 최소한으로 유지하고 작업을 수행하는 가장 작은 용량 배터리를 구입하여 최고 라인을 최소화하려고 노력할 것입니다. 실제로 배터리가 50% 더 커면 80%가 아닌 50%의 DOD가 제공되며 사이클 수명을 실질적으로 두 배로 늘릴 것입니다. 이 상황에서 시스템 및 설치 비용은 거의 변경되지 않고, 증가 한 배터리 셀의 가격일 뿐입니다.

즉, 추가 50% 더 높은 배터리 비용에 대 한 최소 자본 케이스의 LCOE 거의 절반을 얻을. 이점은 거기서 멈추지 않습니다: 충전 효율은 이제 80% 미만에서 90% 이상으로 이동하여 LCOE를 추가로 줄입니다.

에너지 저장 사업에 배터리를 사용하는 이점은 매우 분명합니다. 어떤 배터리가 덜 간단합니다. 현재 리온은 이 성장하는 응용 분야에서 전 세계적으로 사용되는 지배적 인 화학입니다. 마케팅 전술을 고려하지 않는 한 그 이유는 완전히 명확하지 않습니다. 리온을 사용하기 위한 BESS 시스템의 설치자가 제공한 주된 이유는 사이클 수명이 높고 충전/방전 효율이 우수하기 때문에 PbA보다 LCOE가 더 우수하기 때문입니다.

난 그냥 향상 된 2v OPzS 배터리에 대 한 주어진 숫자로 다시 가서 당신은 두 배 사이클 수명 및 향상 된 충전/방전 효율으로, 리튬 이온 배터리는 여전히 더 비싼 하지만 더 나은 수명 또는 효율성을 제공 하지 않습니다 볼 수 있습니다. 이전에 EV 배터리 팩에 사용 되 었던 두 번째 생명 리튬 이온 셀을 사용 하 여 개발 하는 연습이 있다.

2v OPzS Stationary Battery Fig 3
그림 3 방전 깊이(DoD) vs. 사이클 수명
2v OPzS Stationary Battery Fig 4
그림 4 마이크로텍스 2v OPzS 및 2v OPzV 2v 셀

이러한 세포는 단락을 만드는 내부 수상자 성장으로 인해 안전하지 않게 될 수 있음을 보여주었습니다. 제2생명 리온 BESS 설치가 불을 붙인 한국과 미국의 문제, 생명재활용 시설의 부재등은 리온 시스템에 대한 진정한 LCOE에 대한 추가 평가의 필요성을 지적합니다. 아마도 리드 산 배터리 산업에 의해 더 나은 마케팅이 필요합니다.

UPS와 대기 전력의 전통적인 응용 분야는 여전히 전 세계 고정 시장의 50% 이상을 차지합니다. Table1에서 볼 수 있듯이 해당 요구 사항은 다소 다릅니다. UPS 시장의 경우 배터리는 장비가 갑작스러운 정전 이나 컷아웃의 영향을 받지 않도록 가끔 짧은 전력 을 제공해야 합니다. 일반적으로 배터리 팩의 얕고 드물게 방전이 발생합니다. 배터리 팩은 일반적으로 대부분의 캘린더 수명 동안 일정한 저전압 플로트 충전으로 인클로저 또는 캐비닛에 보관됩니다. 이 경우 DOD 또는 사이클 수명이 지배적 인 요구 사항이 아니며 달력 수명입니다.

일정한 플로트 충전에서 캘린더 수명은 배터리 그리드에 사용되는 합금의 내식성에 거의 전적으로 의존합니다. 다른 고려 사항은 침수 시스템의 물 손실과 VRLA OPzV 세포의 사용입니다.
유지 보수 없음 OPzV 또는 낮은 유지 보수 2v OPzS 설계에서, 효과적인 설계 수명은 오른쪽 척추 합금과 올바른 활성 재료 재료로 20 년 이상이 될 수 있습니다. 이러한 점에서, 마이크로텍스가 제공하는 2v OPzS 및 OPzV 제품군은 동급 최고의 제품입니다(도 4). 존경받는 독일 배터리 과학자가 설계하고 최신 저가스 및 부식 방지 납 칼슘 주석 합금으로 제조된 이 회사는 탁월한 성능, 신뢰성 및 수명을 위한 탁월한 패키지를 제공합니다.

Microtex는 셀의 중요한 구성 요소인 완벽하게 균형 잡힌 납 칼슘 주석 합금으로 만든 고압 다이 캐스트 양성 척추 그리드를 통해 양수 및 음수 플레이트에 대한 최적의 활성 재료 균형을 유지함으로써 배터리에 대한 이러한 특성을 달성합니다. 플레이트의 활성 재료에 의해 생성된 전류의 도체일 뿐만 아니라, 내부 저항을 최소화하고 배터리 사이클로 페이스트 흘리는 것을 방지하기 위해 AM과 그리드 사이에 좋은 결합이 있는지 확인해야 한다.

UPS 응용 프로그램에서 배터리는 일정한 저전압 플로트 충전에 있으며, 이는 양수의 경우 지속적으로 산화(부식됨)가 된다는 것을 의미합니다. 척추를 제조하기 위해 Microtex가 사용하는 특정 합금은 수십 년 동안의 연구 개발 및 상업적 경험의 절정입니다. 그것은 사용 가능한 납 칼슘 합금의 내식성과 낮은 가스 특성의 최상의 혼합을 제공합니다. UPS 응용 프로그램의 수명 종료는 일반적으로 양수 그리드를 통과하는 완전한 부식으로 표시됩니다. 2v OPzS 및 OPzV 설계 모두에서 가스 진화로 인한 수손실을 통해 양수 그리드 부식 및/또는 배터리 건조가 발생하여 최종 배터리 고장의 원인이 됩니다.

다른 주요 고정 응용 프로그램은 대기/비상 전력, 통신, 재생 가능 에너지 및 신호입니다. 그들은 주로 깊은 방전 응용 프로그램이며 유사한 배터리 요구 사항이 있기 때문에 나는 함께 이러한 응용 프로그램을 그룹화했다. 다시 말하지만, 좋은 사이클 수명, 깊은 방전 저항 및 낮은 유지 보수는 배터리 선택의 핵심 매개 변수입니다.

재생 가능 에너지와 통신은 정기적으로 (대부분의 경우 매일) 배출 및 재충전되기 때문에 일반적인 작동 패턴을 가지고 있습니다. 방전 깊이는 자본 지출과 비교하여 배터리가 지속되는 데 필요한 기간에 따라 달라집니다. DOD가 낮을수록 초기 비용이 증가합니다. 운영자는 기술적 인 이유만큼 금융적 인 이유로 사용할 배터리를 결정해야합니다. LCOE에 미치는 영향은 BESS 상황에 대해 논의되었으며 통신 및 재생 에너지 산업에도 마찬가지입니다.

재생 가능 에너지 응용 프로그램은 종종 간헐적으로 불편한 시기에 생산되는 에너지를 저장합니다. 이것은 미터 뒤와 국내, 지역 및 국가 수준에서 미터 응용 프로그램 앞에서 모두 사실이다. 배터리 스토리지를 사용하면 원산지 시 필요하지 않기 때문에 예측할 수 없으며 사용할 수 없는 풍력 터빈 설치에서 에너지를 수확할 수 있으며, 필요할 때 방출될 수 있다고 가정할 수 있습니다. 다시 말하지만, 이것은 그리드 스케일 설치만큼이나 국내에서도 마찬가지입니다.

태양광 발전은 수요가 거의 없을 때 예측 가능한 경우가 많지만, 또 다른 예입니다. 이러한 예에서 에너지 입력/에너지 출력(충전/방전) 주기는 일반적으로 매일 발생합니다. 이러한 점에서, 그것은 통신 산업과 매우 유사하다, 모두 완전히 전기 및 하이브리드 디젤 시스템. 이러한 모든 경우에 배터리는 일반적으로 매일 방전 및 충전되며 일반적으로 60%에서 80% DOD 사이입니다.
대부분의 고정 응용 분야에서 비용, 응답 시간, 전력 공급 및 에너지 저장 기능 측면에서 가장 효과적인 만능 에너지 저장 솔루션은 배터리(도 5)입니다.

그림 5 다른 에너지 저장 기술의 비교

2v OPzS Stationary Battery Fig 5

국내 및 상업용 규모의 대부분의 작업은 펌핑 된 수력, 압축 공기, 플라이 휠 등과 같은 다른 형태의 에너지 저장이 적절하지 않은 지역 이나 상황에 위치할 것입니다. 앞서 설명한 바와 같이, 마이크로텍스 2v OPzS 및 OPzV의 양수 그리드에 사용되는 관 플레이트 및 합금의 시공은 최소한의 가스 속도(물 손실)로 가능한 가장 높은 사이클 수명을 제공한다. 따라서 대부분의 응용 프로그램에서 이 설계가 가장 적절하고 비용 효율적인 옵션입니다. 예를 들어, 태양광 발전 설비를 위한 관판 셀과 모노블록 배터리의 사용은 잘 확립되어 있습니다.

초장거리 사이클 수명과 깊은 방전 기능의 경우 2V OPzS의 선택이 가장 적합합니다. 그러나, 그것은 유지 보수를 토핑의 추가 가격 태그와 함께 제공. 경우에 따라, 특히 원격 응용 프로그램에서 물로 토핑 하는 것은 옵션이 아닙니다. 이러한 경우, 2v OPzS 범위에서 발견되는 모든 기능을 갖춘 Microtex의 OPzV 범위가 있지만 겔화 전해질 및 밀봉 된 VRLA 작동이 있습니다.

대기 전력이 미래의 성장하고 점점 더 중요한 시장이라고 말하는 것은 매우 사실입니다. 이러한 이유로, 그것은 사용할 수 있는 가장 경험이 풍부한 사전 납 산 배터리 회사를 사용 하 여 완벽 한 의미가 있다. 많은 회사가이 주장을 할 것입니다, 하지만 거의 경험이 마이크로 텍스의 경험과 실적을 가지고 진정으로 제공.

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