Pin VRLA: Cách sử dụng trong Hệ Mặt trời

Giới thiệu

VRLA hoặc pin không cần bảo trì còn được gọi là pin axit chì kín (SLA). Loại pin này phù hợp cho các ứng dụng năng lượng mặt trời vì tuổi thọ cao và các tính năng không cần bảo trì. Pin VRLA được thiết kế để chống tràn và chúng tự động thoát khí do phản ứng hóa học bên trong pin tạo ra. Chúng không cần phải đổ đầy nước như pin bị ngập nước.

Pin axit chì được điều chỉnh bằng van là một công nghệ hoàn thiện đã được sử dụng trong nhiều hệ thống năng lượng mặt trời, vì vậy đây thường là lựa chọn tiết kiệm chi phí nhất và nó có thành tích đã được chứng minh trong các hệ thống năng lượng tái tạo. Chúng được thiết kế để sử dụng trong các ứng dụng liên tục sạc và xả, như trường hợp chúng được sử dụng trong hệ thống năng lượng mặt trời

Pin axit chì kín là gì?

Pin axit chì kín (SLA) có chất điện phân bên trong tế bào và không chứa bất kỳ nước hoặc chất lỏng nào khác như axit sulfuric hoặc axit clohydric. Những loại pin này được phát triển vào những năm 1960 để cung cấp năng lượng cho các phương tiện không sử dụng xăng mà thay vào đó là một động cơ điện có thể tự sạc lại thông qua hệ thống phanh tái tạo khi cần bằng cách sạc lại năng lượng lưu trữ trong bộ pin khi lái xe xuống dốc trên đường bằng phẳng ở tốc độ thấp trong thời gian dài trong điều kiện thời tiết lạnh mà không cần người lái xe chú ý bảo dưỡng nhiều, những người lẽ ra có thể phải vận hành van thủ công trong một số điều kiện nhất định!

Nhà cung cấp pin VRLA đã thiết kế những loại pin này có khả năng chống tràn và chúng tự động thoát khí do phản ứng hóa học bên trong pin tạo ra.

Chúng không cần phải đổ đầy nước như pin bị ngập nước.

Nó không có chất điện phân lỏng và do đó không cần thiết phải thêm axit hoặc kiểm tra mức độ.

Pin VRLA cũng có thể tồn tại lâu hơn bạn mong đợi, miễn là bạn bảo quản pin đúng cách. Nếu bạn sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời của mình một cách chính xác thì pin của bạn sẽ tồn tại được nhiều năm mà không cần bất kỳ sự bảo trì nào!

Pin VRLA chứa hai tấm chì khác nhau, một cực dương và một cực âm, được ngâm trong chất lỏng điện phân.

Pin được sạc thông qua quá trình điện phân: phản ứng giữa hai kim loại khác nhau tạo ra dòng điện cung cấp năng lượng cho bơm sạc.

Chất lỏng điện phân được sử dụng trong pin VRLA chứa nước trộn với axit sulfuric (H2SO4). Hỗn hợp này đóng vai trò là môi trường để các electron di chuyển từ điện cực này sang điện cực khác khi điện được tạo ra.

Khi pin được sạc, chất lỏng này sẽ di chuyển vào các tấm phản ứng tạo ra điện để sử dụng sau này.

Chất lỏng điện phân là môi trường cho phép các phản ứng hóa học xảy ra trong pin. Nó được tạo thành từ dung dịch ion, có nghĩa là nó chứa các ion (hạt tích điện). Trong trường hợp này, các ion này là ion lithium và phân tử nước.

Chất điện phân được pin sử dụng vì chúng cho phép các phản ứng hóa học xảy ra giữa các điện cực ở các mức điện tích khác nhau. Trong trường hợp này, hai tấm tạo thành một mạch điện với đầu dương và âm của chúng được kết nối với nhau bằng dây dẫn hoặc các vật liệu dẫn điện khác như sợi carbon hoặc bột than chì được phủ trên kim loại như tấm nhôm có thêm keo bạc để dẫn điện tốt hơn. Khi bạn đặt các tấm pin mặt trời phía trên mái nhà để chúng nhận được ánh sáng mặt trời trực tiếp vào ban ngày trong những ngày mùa đông khi không có nhiều đám mây che phủ trên cao ngăn chặn các tia xuyên qua độ cao khoảng 6 feet so với mặt đất, nơi mà hầu hết các ngôi nhà ngày nay (nhưng vẫn không đủ bảo vệ chống lại phơi nhiễm bức xạ), thì nếu thay vào đó, nếu bạn lắp pin VRLA bên trong các tấm đó…

Tác động hóa học này có nghĩa là vòng đời của pin bị hạn chế, nghĩa là bạn sẽ cần thay pin định kỳ nếu muốn hệ thống năng lượng mặt trời của mình đạt hiệu suất tối ưu.

Vòng đời của pin bị giới hạn, điều đó có nghĩa là bạn sẽ cần thay pin định kỳ nếu muốn hệ thống năng lượng mặt trời của mình đạt hiệu suất tối ưu. Nếu bạn không thay pin VRLA 5 năm một lần, chúng có thể bị mất dung lượng và cần phải sạc lại thường xuyên hơn. Pin phải được kiểm tra thường xuyên và bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, nơi có thể dễ dàng lấy mà không bị hư hỏng do nóng hoặc lạnh.

Chúng tôi đã mô tả pin không cần bảo trì ở trên. Chúng được sử dụng rộng rãi trong việc lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời tại nhà

Pin VRLA còn được gọi là pin axit chì kín và chúng được thiết kế để chống tràn. Điều này có nghĩa là pin không cần phải đổ đầy nước như pin bị ngập nước.

Những loại pin này tự động thoát khí do phản ứng hóa học tạo ra trong pin, đó là lý do tại sao bạn không nên sạc quá mức những loại pin này vì điều này có thể làm hỏng chúng vĩnh viễn.

Hoạt động của pin VRLA

Nguyên lý hoạt động cơ bản của pin VRLA có thể được giải thích như sau:

Một loại pin axit chì có chứa các tấm chì đóng vai trò là điện cực và được ngâm trong chất điện phân, chứa chất lỏng tương tự như axit sulfuric. Theo cách tương tự, pin VRLA cũng có loại hóa học tương tự và chất điện phân trong loại pin này được cố định.

Trong loại AGM (Gel hấp thụ Matt) Trong pin VRLA,

Chất điện phân là một loại sợi thủy tinh mờ, trong khi ở pin gel, nó ở dạng bột nhão. Tại thời điểm phóng điện, axit loãng và chì trong pin sẽ trải qua phản ứng hóa học giải phóng nước và chì sunfat. Và khi quá trình xả tiếp tục, nước và chì sulfat được chuyển đổi trở lại thành axit và chì. Đối với tất cả các loại Ắc quy axit-chì, dòng sạc phải đồng bộ với dung lượng của ắc quy thì năng lượng mới được hấp thụ. Khi giá trị dòng sạc cao hơn, quá trình điện phân diễn ra, phân hủy nước ở dạng O2 và H₂. Khi hai loại khí này thoát ra ngoài, nước phải liên tục được bổ sung vào ắc quy.

Khi ở trong pin VRLA, chúng sẽ giữ khí được tạo ra trong pin cho đến khi mức áp suất ở giới hạn an toàn. Trong các tình huống vận hành chung, khí có thể được kết hợp trong pin hoặc trong một số trường hợp, sử dụng chất xúc tác hoặc chất điện phân.

Ngay cả khi áp suất vượt quá mức an toàn, các van an toàn sẽ mở để cho phép thêm khí thoát ra ngoài. Điều này là do áp suất được điều chỉnh ở mức cho phép. Vì lý do này, pin được gọi là “Van điều chỉnh”.

Tính toán tuổi thọ VRLA

Trong vòng đời của pin VRLA, pin sẽ bị phóng điện sâu khi nguồn năng lượng chính được sử dụng là năng lượng mặt trời, xe chơi gôn và các nguồn năng lượng khác. Sau đó, pin được sạc lại và sau khi xả pin, pin sẽ trở lại dung lượng để sử dụng nhiều lần.

Trong khi đó ở một chu trình thông thường, chu trình đó lại lặp lại. Điều này gây ra áp lực nặng hơn lên tấm dương nơi miếng dán rơi ra khỏi phần của giá đỡ. Vì vậy, đối với những loại ứng dụng này, có một công nghệ gọi là Dịch vụ chu trình sâu. Nó được cung cấp năng lượng bởi pin AGM, được thiết kế đặc biệt để mang lại tuổi thọ dài hơn cho các ứng dụng đạp xe thường xuyên và sâu. Để cải thiện độ bền, công nghệ này được chứa trong một công thức giống như bột nhão.

Điều này được thực hiện để chống lại áp lực phát triển tại thời điểm thay đổi cấu trúc xảy ra trong chu kỳ sạc hoặc xả. Sau đó, sự hợp nhất của lưới và miếng dán tích cực cho phép khả năng mở rộng và điều này làm tăng tuổi thọ của chu trình.

Đây là cách tính tuổi thọ của pin theo VRLA.

VRLA so với Lithium-Ion: Cái nào tốt hơn?

Pin VRLA là loại UPS được ưa chuộng do độ tin cậy và điện áp ban đầu thấp -Chi phí ban đầu của nguồn điện và tính dễ quản lý. Tuy nhiên, do giá pin lithium-ion đã giảm trong những năm gần đây nên chúng nhanh chóng trở thành lựa chọn ưu tiên cho các UPS của trung tâm dữ liệu.

Pin lithium-ion có phải là sản phẩm mới, mặc định không?

Sự khác biệt giữa VRLA và lithium-ion là gì? Và quan trọng nhất, cái nào tốt hơn?

Dưới đây là 4 điều cần cân nhắc khi cân nhắc nên sử dụng loại pin nào.

1. Tuổi thọ pin

Để biết bạn thực sự đầu tư bao nhiêu vào pin, bạn cần xem xét tuổi thọ của pin.

Bạn cần thay pin nhanh như thế nào sẽ quyết định giá trị cuối cùng và lợi ích tổng thể. Các nhà cung cấp đo tuổi thọ pin theo hai số liệu khác nhau: độ bền và tuổi thọ theo lịch.

Thời hạn sử dụng là thời gian ước tính pin sẽ tồn tại trước khi đạt 80% công suất năng lượng. , cho biết thời lượng pin đã hết. Tuổi thọ được xác định bằng cách giả sử pin sẽ hoạt động trong điều kiện “thế giới thực” hàng ngày; do đó có thể khác nhau.

Tuổi thọ pin là thời gian ước tính mà nhà sản xuất xác định rằng pin sẽ hoạt động nếu được sạc nhỏ giọt trong suốt thời gian sử dụng của pin. Sống, được bảo quản trong tình trạng hoàn hảo, không bị cúp điện.

Tuổi thọ pin VRLA thông thường là 3-6 năm. Mặc dù đắt hơn tại thời điểm mua nhưng pin lithium-ion có tuổi thọ hơn mười năm.

2. Kích thước và trọng lượng

Pin Li-ion không chỉ chiếm ít không gian hơn do mật độ năng lượng cao mà còn nhỏ hơn nhiều. So với pin VRLA, pin lithium-ion nhỏ hơn 70% và nhẹ hơn 60%.

3. BẢO TRÌ

Pin Li-Ion được trang bị hệ thống quản lý pin (BMS) tích hợp. Ngược lại, pin VRLA yêu cầu chi phí bổ sung nếu bạn muốn thực hiện kiểm tra điện trở thường xuyên hoặc thêm BMS. BMS cung cấp khả năng giám sát liên tục trạng thái pin, kéo dài tuổi thọ pin và ngăn ngừa nhiệt độ không an toàn bằng cách cho phép kiểm soát hoàn toàn việc sạc và xả.

4. Năng lượng so với sức mạnh

Việc quyết định loại pin nào là tốt nhất cho trung tâm dữ liệu của bạn có thể tùy thuộc vào nhu cầu năng lượng cụ thể của bạn. UPS yêu cầu pin có thể cung cấp lượng điện lớn trong 5 đến 10 phút. Sự khác biệt giữa pin VRLA và Lithium Ion là dung lượng còn lại sau thời gian chạy cần thiết.

Năng lượng của pin được đo bằng công suất x giờ, nghĩa là pin đang cung cấp điện áp 100 volt ở 10 amps, có thể hỗ trợ 1000w.

Tóm lại, một tế bào năng lượng cung cấp một lượng năng lượng lớn trong thời gian ngắn, sử dụng gần như toàn bộ dung lượng năng lượng của pin. Một tế bào năng lượng được thiết kế để cung cấp một lượng năng lượng tương đối nhỏ trong một khoảng thời gian dài.

Pin lithium-ion được thiết kế để trở thành pin năng lượng hoặc pin, trong khi pin VRLA về mặt thiết kế chỉ bị giới hạn ở dạng pin năng lượng.

Vậy cái nào tốt hơn?

Mặc dù chi phí ban đầu của pin Li-Ion cao hơn VRLA nhưng chúng yêu cầu thay thế ít hơn (nếu có) trong suốt vòng đời của UPS, loại bỏ nguy cơ ngừng hoạt động khi thay pin. Pin lithium-ion có chu kỳ xả nhiều hơn tới mười lần và khả năng tự xả ít hơn khoảng bốn lần. Mặc dù pin lithium-ion có quy định vận chuyển chặt chẽ hơn và chi phí sản xuất cao hơn nhưng chúng có trọng lượng nhẹ hơn khoảng ba lần so với VRLA nhưng có cùng tiềm năng năng lượng. Trên hết, khả năng sạc của chúng nhanh hơn gấp 4 lần.

Phần kết luận

Đây là quyết định quan trọng nhất đối với bất kỳ việc lắp đặt năng lượng mặt trời nào. Loại pin bạn chọn sẽ xác định nguồn điện của bạn sẽ kéo dài được bao lâu và chi phí để chạy là bao nhiêu. Chúng tôi khuyên bạn nên cân nhắc những yếu tố này khi chọn pin thay thế cho hệ thống của mình.

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi hoặc thắc mắc nào về các loại pin này hoặc bất kỳ nhãn hiệu nào chúng tôi cung cấp, hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay!