Habari

Betri ya LiFePO4 - Betri kuu ya mtiririko kwa Mwangaza wa jua

Wakati: 2021-11-03 Hits: 25

Betri ya LiFePO4 - Betri kuu ya mtiririko kwa Mwangaza wa jua

Huku uchumi mkubwa zaidi na zaidi ulimwenguni ukipiga hatua kwa kasi kuelekea malengo ya kimataifa ya kutoegemeza kaboni katikati ya karne hii, tunaona mwelekeo wa juu katika mahitaji ya barabara za jua na taa za mafuriko kama suluhisho la bei nafuu la kuwasha mali za kibinafsi, mitaa na maeneo ya umma yenye taa za LED zinazofaa.

Betri zinazoweza kurejeshwa ni mojawapo ya vipengele muhimu zaidi vya kuaminika kwa taa za jua. Sote tunajua kwamba uwekaji wa paneli ya jua ili kupata mwanga kamili wa jua ni muhimu kwa ufanisi wa mfumo wa jua. Hii ni muhimu, lakini ufanisi wake pia unategemea ubora wa betri katika mfumo wa jua. Aina na hali ya betri huamua muda gani paneli za jua za ukubwa sawa zinahitaji mfiduo wa jua. Baadhi ya betri zinaweza kuhitaji saa nne tu za jua na itakupa kuwaka usiku mzima. Wengine wanaweza kuhitaji siku kamili ya jua.

Katika makala hii tutaangalia aina za betri zinazoweza kuchajiwa kwa taa za jua. Ni nini, na faida na hasara za betri hizi ili kukusaidia kuelewa faida na hasara ya betri hizi.

Ni-Cd, Ni-MH, na Lithium-ion ndizo aina tatu kuu za betri zinazoweza kuchajiwa zinazotumika sasa hivi.

Ni-Cd, nikeli-cadmium. Inajumuisha nickel na cadmium, kitenganishi na alkali. Hizi zilikuwa betri maarufu zaidi zinazoweza kuchajiwa kwa vifaa vinavyobebeka katika miaka ya 1990, lakini inaondolewa kwa sababu ina cadmium ya metali nzito ambayo husababisha uharibifu wa mazingira. Hatutafafanua juu ya nakala hii.

Betri ya Ni-MH inafanana sana na betri ya nickel cadmium lakini inajumuisha hidroksidi ya Nickel kama elektrodi chanya, aloi za kufyonza haidrojeni (viungo) kama elektrodi hasi na elektroliti ya alkali ya hidroksidi ya Potasiamu. Voltage ya kisanduku cha betri ya Ni-MH ni 1.2V na voltage ya kuchaji ni takriban 1.6V kwa kila seli. Kwa volteji hii ya chini kwa kila seli, watengenezaji wanapaswa kuchanganya seli nyingi ili kuunda pakiti za betri ili kuongeza uundaji wao wa volteji usishikane vya kutosha kwa saizi na sio gharama nafuu. Ubaya wa betri ya Ni-MH ni kiwango chake cha juu cha kujichaji yenyewe. Ukiacha betri ya Ni-MH yenye chaji kamili kwa miezi michache itapoteza chaji yake nyingi. Betri ya kawaida ya Ni-MH inaweza kupoteza kutoka 4-20% ya chaji yake katika siku ya kwanza tu na baadaye kiwango cha kutokwa na maji hushuka hadi takriban 1% kwa siku kulingana na halijoto iliyoko.

Betri ya Lithium kwa taa za barabarani za Miale inazidi kuwa suluhisho kuu la mtiririko. Sote tunajua kuwa betri za lithiamu bado ni ghali sana kwa kuzingatia aina zingine, lakini ni sawa kusema kwamba zilikua za bei nafuu zaidi kwa ujumuishaji wa taa za jua za barabarani. Katika miaka 6 iliyopita gharama ya betri ya lithiamu ilishuka kwa karibu 80%. Kuna aina tofauti za betri za lithiamu ambazo zinaweza kutumika kwa mifumo ya Mwanga wa Mtaa wa Sola. Uzoefu wetu ulionyesha kuwa hakika suluhisho bora kwa mwanga wa jua ni betri ya LiFePO4.

Lithium-ion (li-ion) kwa sasa ndiyo aina ya betri inayoweza kuchajiwa tena kwa bidhaa nyingi zinazobebeka na zinazotumia nishati ya jua. Mtindo wa zamani wa betri za lithiamu ulitumia chuma cha lithiamu, lakini kwa sababu ya kukosekana kwa utulivu na masuala ya usalama, siku hizi ioni za lithiamu zilitumika badala yake. Betri za lithiamu-ion zina faida kubwa zaidi za msongamano mkubwa wa nishati na matengenezo ya chini kwa kulinganisha na Ni-Cd na Ni-MH ambayo inazifanya kuwa suluhisho bora kwa bidhaa za mwanga wa jua na vifaa vingine vya kielektroniki au magari.

Aina za kawaida za betri za Lithium-ion ni Li-cobalt, Li-manganese, Li-fosfati na NMC (oksidi ya nikeli ya lithiamu manganese kobalti). Kila moja ya betri hizi za Lithium-ion hutumia vifaa tofauti vya cathode, hivyo kila mmoja wao ana faida na hasara tofauti. Betri za Li-cobalt hutumiwa sana katika vifaa vya elektroniki vya watumiaji, wakati betri za li-phosphate hutumiwa katika magari ya umeme, taa zinazobebeka na taa za jua.

Muundo wa betri ya Li-ion. Chanzo - http://electronicdesign.com

Betri za Lithium Iron Phosphate

Betri za Lithium Iron Phosphate ni salama zaidi kuliko Li-cobalt na Li-manganese, na zina maisha marefu na zinaweza kuendesha mikondo ya juu zaidi. Hata hivyo, ubaya wa betri za LiFePO4 ni kuwa na mojawapo ya uwezo wa chini kabisa wa aina zote za betri za lithiamu-ioni. Ingawa iko chini kwa kulinganisha na aina zingine za betri za lithiamu-ioni, inafaa kabisa kwa taa za barabarani za miale ya jua au taa za mafuriko ambazo hazihitaji kiwango kikubwa cha umeme ili kuwasha mfumo.

Faida za Betri ya Lithium-ion

Betri za lithiamu-ion zina msongamano mkubwa wa nishati, zaidi ya Ni-MH, mara mbili ya juu kuliko Ni-Cd na zaidi ya mara tatu ya betri ya asidi ya risasi.
Betri za Li-ion zina kiwango cha chini cha kujitoa
Betri za Li-ion haziendelezi athari ya kumbukumbu;
Betri za Li-ion ni bure za matengenezo, ambayo ni muhimu sana kwa taa za jua;
Betri za Li-ion ni salama kwa mazingira bila kuwa na vitu vyenye sumu;
Kwa sababu ya msongamano mkubwa wa nishati, betri za li-ion zina uzito mdogo na ukubwa mdogo.
Betri za Li-ion huruhusu malipo ya haraka kwa uwezo kamili;
Usalama - betri za li-phosphate zina utulivu mzuri sana wa joto na kemikali.

Hasara za Betri ya Lithium-ion

Betri za Li-ion zina gharama kubwa za utengenezaji na kusababisha bei ya juu ya mauzo.
Betri za Li-ion zinahitaji nyaya za ulinzi ili kupunguza voltage na mikondo na kuhakikisha usalama bora;
Baadhi ya betri za Li-ion kama vile li-phosphate hutoa viwango vya chini vya kutokwa;

Chati ya ulinganishaji wa nishati mahususi inayoweza kuchajiwa tena