Wpływ zaawansowanego zarządzania akumulatorami na system magazynowania energii w służbie zdrowia

Programy monitorowania akumulatorów to podstawowe czynniki umożliwiające różne rynki. Baterie odgrywają kluczową rolę w różnych funkcjach, od pokonywania dodatkowych kilometrów w samochodach elektrycznych po magazynowanie energii odnawialnej na potrzeby dobrej sieci. Identyczne i pokrewne technologie akumulatorowe stosowane są w jednostkach medycznych w celu zwiększenia bezpieczeństwa pracy i umożliwienia swobodnego manewrowania urządzeniami w szpitalach. Wszystkie te funkcje działają na bateriach, które wymagają prawidłowych i przyjaznych dla środowiska półprzewodników do oglądania, stabilności, obrony i rozmowy. W tym tekście wyjaśniono, w jaki sposób najnowocześniejszy system monitorowania akumulatorów w połączeniu z równoważeniem ogniw i zdalnymi sieciami komunikacyjnymi może wykorzystać zalety najnowszych rozwiązań chemicznych w zakresie akumulatorów litowych. Wykorzystanie progresywnych obwodów wbudowanych zapewnia większą niezawodność i o 30% dłuższą żywotność baterii, szczególnie w przypadku programów magazynowania energii na gigantyczną skalę.

Baterie stosowane w medycynie chcą spełniać bardzo wygórowane wymagania w zakresie niezawodności, efektywności i bezpieczeństwa we wszystkich funkcjach, w których są czasami używane: przenośne programy dla pacjentów przypominające programy uciskania klatki piersiowej, sprzęt szpitalnej izby przyjęć, napędzane wózki i łóżka medyczne, ruchome aparaty ultradźwiękowe, zdalny monitoring oraz nowość na rynku, programy magazynowania energii (System Magazynowania Energii).

Programy przechowywania witalności nie będą od razu łączone z osobami chorymi ani nie będą obsługiwane przez lekarzy. Są kolejnym krokiem naprzód w zakresie dostaw energii bezprzerwowej (UPS). W przeszłości UPS był używany jako źródło energii rezerwowej dla prawdopodobnie najważniejszych funkcji (na przykład jednostki pogotowia ratunkowego, kluczowa infrastruktura IT). Programy przechowywania witalności dla szpitali maskują coraz większą liczbę funkcji, które umożliwia nowa wersja baterie litowe . Zmieniają się w całkowicie wbudowane w szpitalną sieć energetyczną, przynosząc takie korzyści jak:

Pełny energia zapasowa w przypadku wszystkich udogodnień, rozsądnie niż tylko małego, istotnego podzbioru udogodnień, oprócz bezpieczeństwa przed przerwami w dostawie prądu, niskiej jakości energii/napięcia z sieci oraz zmniejszonego wykorzystania awaryjnych młynów wysokoprężnych. Dzięki Systemowi Magazynowania Energii w skali megawatogodzin (MWh) szpitale mogą funkcjonować nawet w przypadku przedłużających się przerw w dostawie prądu, dzięki czemu mogą brać udział w stabilizacji sieci.

Korzyści finansowe na fakturze za energię elektryczną. Dzięki systemowi magazynowania energii szpitale mogą natychmiast zarządzać profilami wykorzystania energii elektrycznej i ograniczać nadmierne zapotrzebowania na energię w godzinach szczytu, co prowadzi do zmniejszenia opłat od mediów.

Szpitale zazwyczaj mają duże dachy, co świetnie nadaje się do instalowania programów fotowoltaicznych (PV) w celu wytwarzania energii elektrycznej. Programy fotowoltaiczne w połączeniu z Systemem Magazynowania Energii pozwalają na magazynowanie i własne wykorzystanie wytworzonej energii elektrycznej, oferując dodatkowo korzyści finansowe i zmniejszenie śladu węglowego.

Substancje chemiczne na bazie litu są obecnie najnowocześniejszym rozwiązaniem w przypadku akumulatorów wykorzystywanych na wielu rynkach, od motoryzacyjnego, przez przemysł, po produkty pielęgnacyjne. Kilka typów baterii litowych ma zupełnie inne zalety, a te wyższe, które odpowiadają wymaganiom w zakresie szerokiego zakresu funkcji i projektów produktów. Na przykład LiCoO2 (tlenek litu i kobaltu) ma bardzo nadmierną moc szczególną, co czyni go odpowiednim do towarów ruchomych; LiMn2O4 (tlenek litowo-manganowy) dzięki bardzo niskiej rezystancji wewnętrznej umożliwia szybkie ładowanie i nadmierne rozładowywanie, co oznacza, że ​​jest to rozsądny wybór w przypadku funkcji magazynowania energii z goleniem szczytowym. LiFePO4 (fosforan litowo-żelazowy) jest wyjątkowo tolerancyjny na sytuacje związane z pełnymi kosztami i może być oszczędzany przy nadmiernym napięciu przez dłuższy czas. To sprawia, że ​​jest to najlepszy kandydat na gigantyczne programy magazynowania energii, które muszą działać nawet w przypadku awarii zasilania. Minusem jest kolejna opłata za samorozładowanie, jednak nie ma to związku z wyżej wymienionymi realizacjami magazynów.

Różne potrzeby w zakresie funkcji wymagają szerokiej gamy rodzajów baterii. Na przykład funkcje motoryzacyjne wymagają nadmiernej niezawodności i doskonałej prędkości ładowania i rozładowywania, podczas gdy funkcje dbające o dobre samopoczucie wymagają nadmiernego zrównoważenia prądu szczytowego w celu zapewnienia efektywności i wydłużonej żywotności. Niemniej jednak cechą wspólną wszystkich tych opcji jest to, że lit o różnym składzie chemicznym ma naprawdę płaską krzywą rozładowania przy zmieniającym się napięciu nominalnym. Podczas gdy w zwykłych bateriach obserwujemy spadek napięcia w zakresie od 500 mV do 1 V, w lepszych bateriach litowych, przypominający fosforan litowo-żelazowy (LiFePO4) lub tlenek litu i kobaltu (LiCoO2), krzywa rozładowania wykazuje plateau ze spadkiem napięcia w zakresie od 50 mV do 200 mV.

Płaskość krzywej napięcia ma ogromne zalety w łańcuchu zarządzania energią układów scalonych połączonych z szyną napięcia akumulatora: przetwornice DC-DC można zaprojektować tak, aby działały na najwyższym poziomie efektywności przy małych zmianach napięcia wejściowego. Zmieniając rozpoznany VIN na naprawdę zamknięty VOUT, łańcuch możliwości systemu można zaprojektować tak, aby miał naprawdę doskonały cykl odpowiedzialności za każdą złotówkę i ulepszył konwertery, aby osiągnąć efektywność > 99% we wszystkich sytuacjach roboczych. Co więcej, ładowarka akumulatorów może całkowicie ustawić napięcie ładowania, a setki są wymiarowane zgodnie z bezpiecznym napięciem roboczym, aby zwiększyć precyzję ostatecznych funkcji, przypominając zdalne monitorowanie lub elektronikę w ciele dotkniętej osoby. W przypadku poprzednich składów chemicznych lub niepłaskich krzywych rozładowania, konwersja prądu stałego na prąd stały z akumulatora będzie działać ze zmniejszoną efektywnością, co prowadzi do krótszej długości akumulatora (–20 %) lub, w przypadku połączenia z ruchomymi urządzeniami medycznymi jednostek, konieczność ich dodatkowego kosztowania, zwykle ze względu na dodatkowe rozpraszanie energii.

Zasadniczą wadą płaskiej krzywej rozładowania jest to, że rankingi stanu kosztu (SOC) i stanu dobrego samopoczucia (SOH) akumulatora są znacznie trwalsze do sprawdzenia. SOC trzeba obliczać z naprawdę dużą precyzją, żeby mieć pewność, że akumulator będzie prawidłowo ładowany i rozładowywany. Przeładowanie może budzić wątpliwości dotyczące bezpieczeństwa i powodować degradację chemii oraz krótkie spięcia, które skutkują zagrożeniem dla kominka i paliwa. Nadmierne rozładowanie może uszkodzić akumulator i skrócić jego żywotność o ponad 50%. SOH dostarcza szczegółowych informacji na temat stanu baterii, aby zapobiec wymianie dobrych baterii i obserwować stan niebezpiecznych baterii wcześniej, niż wydaje się to trudne. Zasadniczy mikrokontroler na bieżąco analizuje wiedzę SOC i SOH, dostosowuje algorytmy ładowania, informuje osobę o potencjale akumulatora (np. czy akumulator jest przygotowany na nadmierne głębokie rozładowanie w przypadku zaniku prądu) oraz zapewnia, że ​​w dużych programach magazynowania energii stabilność pomiędzy akumulatorami w niebezpiecznej sytuacji a akumulatorami w dobrym stanie jest idealna, aby wydłużyć cały okres użytkowania akumulatorów.

Obrazując naprawdę poprzedni akumulator ze stromą krzywą rozładowania, łatwiej jest obliczyć koszt tego akumulatora, mierząc deltę spadku napięcia w krótkim czasie i określając całkowitą wartość napięcia akumulatora. W przypadku zupełnie nowej baterii litowej dokładność wymagana do wykonania tego pomiaru jest o rząd wielkości większa, ponieważ spadek napięcia jest znacznie mniejszy w danym przedziale czasowym.

W przypadku SOH poprzednie akumulatory rozładowują się szybciej i bardziej przewidywalnie: krzywa napięcia rozładowania staje się jeszcze bardziej stroma i nie można osiągnąć docelowego napięcia ładowania. Nowe baterie litowe będą dłużej zachowywały się tak samo dobrze, jednak ostatecznie mogą ulec degradacji poprzez wyjątkowo charakterystyczne zachowanie i szybko zmienić swoją impedancję i krzywą rozładowania po prostu, gdy zostaną zamknięte, aby zakończyć żywotność lub zostać uszkodzone. Należy zwrócić szczególną uwagę na pomiary temperatury, najlepiej w każdej pojedynczej komórce, aby połączyć algorytmy SOC i SOH z tymi informacjami, aby były wyjątkowo poprawne.

Dokładne i niezawodne obliczenia SOC i SOH pomagają w najlepszym przypadku wydłużyć żywotność akumulatorów z 10 do 20 lat i zwykle prowadzą do wydłużenia żywotności o 30%, co zmniejsza pełną cenę posiadania systemu magazynowania energii o ponad 30% po wraz z cenami utrzymania. To, w połączeniu z większą dokładnością informacji SOC, pozwala uniknąć sytuacji przeładowania lub nadmiernego rozładowania, które mogą wkrótce wyczerpać akumulator, minimalizuje ryzyko zwarcia, pożaru i innych niebezpiecznych warunków, pomaga wykorzystać całą moc akumulatora i pozwala ładowanie akumulatorów najlepszą i najskuteczniejszą możliwą metodą.

Wisdom Industrial Power Co., Ltd zaprezentowała trzy nowości, B-LFP48-50 , LFP48-100 I LFP48-150 , jej pierwsze produkty wykorzystujące ogniwa akumulatorowe JIANGXI STAR ENERGY CO., LTD (Star Energy). Wszystkie trzy produkty zostały zaprojektowane przez BSLBATT w oparciu o duże ogniwa Star Energy, wykorzystujące opatentowane przez BSLBATT oprogramowanie do zarządzania i kontroli akumulatorów BMS. Opatentowane produkty BSLBATT z serii B-LFP48V mogą wykonywać różnorodne zastosowania przed licznikiem, za licznikiem i w mikrosieciach, aby sprostać dzisiejszym zmieniającym się potrzebom w zakresie magazynowania energii, a jednocześnie zostały zaprojektowane z myślą o elastyczności, dzięki czemu w miarę zmiany priorytetów aplikacje akumulatorowe można dostosować do potrzeb przyszłych zastosowań.

Już w masowej produkcji, LFP48-100 firmy BSLBATT produkt jest używany w systemach o czasie trwania 2-godzinnym i oferuje 10-letnią gwarancję wydajności na jeden pełny cykl dziennie. LFP48-50 to produkt przeznaczony do zastosowań o krótszym czasie trwania, takich jak regulacja częstotliwości i inne usługi pomocnicze. LFP48-100 to pierwszy produkt firmy BSLBATT wprowadzony na rynek, zapewniający 20-letnią gwarancję wydajności przy jednym pełnym cyklu dziennie. LFP48-100 został specjalnie zaprojektowany do zastosowań PV + magazynowanie, które zazwyczaj wymagają ponad 3-godzinnego czasu pracy systemu i mogą znacznie zyskać na 20-letniej gwarantowanej żywotności, odpowiadającej typowemu cyklowi życia modułów PV. Gwarancja wydajności LFP48-100 pozwala klientowi używać zainstalowanych akumulatorów od pierwszego dnia przez 20 lat bez konieczności wymiany.

„Jesteśmy podekscytowani możliwością formalnego ogłoszenia rozszerzenia naszej linii produktów o trzy nowe oferty oparte na Star Energy. Łącząc reputację firmy Star Energy w zakresie jakości i spójności z platformą BSLBATT Energy Storage System o skali użytkowej, dostarczamy systemy, które spełniają potrzeby naszych klientów w zakresie wydajności, niezawodności i bankowalności. W szczególności, dzięki 20-letniej gwarancji wydajności, LFP48-100 stanowi nową, ekscytującą i niedrogą opcję dla przedsiębiorstw użyteczności publicznej i IPP, którzy chcą połączyć magazynowanie z nowymi lub istniejącymi projektami fotowoltaicznymi. Naszym celem jest przyspieszenie modernizacji sieci elektroenergetycznej poprzez zwiększenie wartości aktywów wytwórczych ze źródeł odnawialnych dzięki długotrwałym, niedrogim i wysokiej jakości systemom magazynowania energii. Dzięki swojej bezprecedensowej reputacji i jakości produktów Star Energy jest idealnym partnerem w realizacji naszej misji” – powiedział Geoff Eric Yi, prezes Wisdom Industrial Power Co., Ltd.