elektro.info

BradyPrinter A8500: Pełna automatyzacja identyfikowalności płytek drukowanych w liniach SMT

BradyPrinter A8500: Pełna automatyzacja identyfikowalności płytek drukowanych w liniach SMT

Drukarka i aplikator etykiet BradyPrinter A8500 niezawodnie automatyzuje oznaczanie płytek z obwodami drukowanymi, co pozwala uzyskać pełną identyfikowalność. Urządzenie w sposób spójny drukuje i nakłada...

Drukarka i aplikator etykiet BradyPrinter A8500 niezawodnie automatyzuje oznaczanie płytek z obwodami drukowanymi, co pozwala uzyskać pełną identyfikowalność. Urządzenie w sposób spójny drukuje i nakłada nawet najmniejsze etykiety z naszej gamy automatycznie nakładanych etykiet poliimidowych, które są odporne na cały proces produkcji płytek drukowanych.

XIII Konferencja Innowacyjne Rozwiązania Dla Budownictwa

XIII Konferencja Innowacyjne Rozwiązania Dla Budownictwa

W dniach 9–10 października 2019 roku w OPALENICY k. Nowego Tomyśla odbyła się „XIII KONFERENCJA INNOWACYJNE ROZWIĄZANIA DLA BUDOWNICTWA”, tradycyjnie zorganizowana przez Zakłady Kablowe Bitner Sp. z o.o.,...

W dniach 9–10 października 2019 roku w OPALENICY k. Nowego Tomyśla odbyła się „XIII KONFERENCJA INNOWACYJNE ROZWIĄZANIA DLA BUDOWNICTWA”, tradycyjnie zorganizowana przez Zakłady Kablowe Bitner Sp. z o.o., firmę Miwi Urmet Sp. z o.o. oraz Kontakt-Simon S.A. Bieżąca edycja odbywała się pod patronatem medialnym „elektro.info”, przy udziale następujących firm: EATON Electric Sp. z o.o., THEUSLED „TNC INVESTMENTS” Sp. z o.o. Sp. K., GMP DEFENCE Sp. z o.o. Sp. K., HYBRYD Sp. z o.o., ETI Polam Sp. z o.o.,...

Asortyment walizek narzędziowych KNIPEX

Asortyment walizek narzędziowych KNIPEX

Walizki narzędziowe KNIPEX oferują równowagę między dużą pojemnością, mocną konstrukcją, kompaktowymi wymiarami i stosunkowo małą wagą. W zależności od potrzeb użytkowników, występują w różnych rozmiarach...

Walizki narzędziowe KNIPEX oferują równowagę między dużą pojemnością, mocną konstrukcją, kompaktowymi wymiarami i stosunkowo małą wagą. W zależności od potrzeb użytkowników, występują w różnych rozmiarach i możliwościach wyposażenia. Wykorzystywane są w branży: elektrycznej, sanitarnej, grzewczej i wielu innych.

Baterie litowo-jonowe - zastosowanie produktu w energetyce zawodowej i przemysłowej, w górnictwie miedzi i węgla kamiennego, w motoryzacji

Lithium-ion batteries in power systems, copper and coal mining and automotive applications

Widok ogniwa litowo-jonowego typu NMC w szczelnej obudowie

Rozwój infrastruktury sieciowej, dołączanie źródeł OZE, przebudowa struktury wytwarzania energii powodują, że powszechne jest stosowanie zasobników i magazynów energii. Pojawiają się obszary, gdzie zastosowanie tradycyjnych akumulatorów zbudowanych z ogniw kwasowo-ołowiowych lub niklowo-kadmowych jest już niewystarczające, kłopotliwe lub wręcz niezasadne.

Zobacz także

Przewody szynowe w układach zasilania gwarantowanego

Przewody szynowe w układach zasilania gwarantowanego

W artykule piszemy m.in. o specyfice instalacji układów gwarantowanego zasilania, prądach znamionowych przewodów szynowych, spadkach napięcia, sprawdzeniu parametrów zwarciowych, nadto zestawienie najważniejszych...

W artykule piszemy m.in. o specyfice instalacji układów gwarantowanego zasilania, prądach znamionowych przewodów szynowych, spadkach napięcia, sprawdzeniu parametrów zwarciowych, nadto zestawienie najważniejszych cech instalacji przewodów szynowych w układach zasilania gwarantowanego.

Klasyfikacja niezawodności dla obiektów typu data center

Klasyfikacja niezawodności dla obiektów typu data center

W dobie komputeryzacji i powszechnego dostepu do informacji niezwykle istotne jest zagwarantowanie niezawodnego zasilania obiektów informatycznych, w których odbywa sie magazynowanie oraz przetwarzanie...

W dobie komputeryzacji i powszechnego dostepu do informacji niezwykle istotne jest zagwarantowanie niezawodnego zasilania obiektów informatycznych, w których odbywa sie magazynowanie oraz przetwarzanie danych. Klasyfikacja niezawodnosci dla obiektów typu data center zawiera istotne informacje związane z właściwym projektowaniem układów zasilania gwarantowanego.

Jak dobrać moc zespołu prądotwórczego stanowiącego awaryjne źródło zasilania?

Jak dobrać moc zespołu prądotwórczego stanowiącego awaryjne źródło zasilania?

Częstym problemem, z jakim spotykają się projektanci oraz inwestorzy, jest dobór mocy zespołu prądotwórczego. W przeciwieństwie do systemu elektroenergetycznego, generator zespołu prądotwórczego jest źródłem...

Częstym problemem, z jakim spotykają się projektanci oraz inwestorzy, jest dobór mocy zespołu prądotwórczego. W przeciwieństwie do systemu elektroenergetycznego, generator zespołu prądotwórczego jest źródłem „miękkim” o parametrach obwodu zwarciowego ulegających dynamicznym zmianom. W przypadku zaniku napięcia w źródle zasilania podstawowego zespół prądotwórczy stanowiący awaryjne źródło zasilania wraz z zasilanymi odbiornikami stanowi autonomiczny system elektroenergetyczny.

W artykule:

• Walory ekonomiczno-użytkowe baterii litowo-jonowych
• System BMS kontrolujący i nadzorujący pracę baterii
• Opis akumulatora litowo-jonowego
• Przewagi technologiczne akumulatora litowo‑jonowego.

Streszczenie

W artykule przedstawiono porównanie akumulatorów litowo-jonowych z kwasowo-ołowiowymi w kontekście zastosowań w energetyce rozproszonej. Rozwój źródeł odnawialnych, generacji rozproszonej i tzw. sieci inteligentnych wymaga zastosowania wielu zasobników energii.Autorzy omówili wymagania dla akumulatorów wykorzystywanych w zasobnikach.
Przedstawiono tezę, że akumulatory ołowiowe nie mogą spełnić współczesnych wymagań.
Następnie opisana została zasada działania ogniw litowo-jonowych oraz najważniejsze rodzaje ogniw.
Porównano ich parametry i skonfrontowano z parametrami ogniw ołowiowych.
Szczególny nacisk został położony na żywotność cykliczną, odporność na temperaturę i małe wymagania eksploatacyjne, w tym możliwość stosowania w pomieszczeniach ogólnego przeznaczenia. W podsumowaniu wspomniano metodę LCC, jako najlepsze narzędzie porównywania całkowitych kosztów zakupu i eksploatacji ogniw różnych typów.

Abstract

The article presents a comparison of lithium-ion batteries with lead acid in the context of applications in distributed energy resources. The development of renewable energy, distributed generation and so called smart grids requires a lot of energy storage to be installed.The authors discuss the requirements for batteries used in the battery energy storage systems.
There was a thesis that lead-acid batteries cannot meet modern requirements.
Then authors describe the principle of operation of the lithium-ion cells and the most important types of li-ion cells.
Authors compared their parameters and confronted with parameters of lead-acid ones.
Particular emphasis was placed on the cyclic lifetime, resistance to high operation temperature and low maintenance requirements, including the ability to be used in rooms for general use.In summary LCC method was mentioned as the best tool for comparing the total cost of purchasing and operating of various types of cells.

W wymienionych we wprowadzeniu do niniejszej publikacji obszarach priorytetem mogą być następujące cechy:

1) możliwość pracy w szerokim zakresie temperatur bez znaczącej utraty żywotności;
2) uzyskiwanie jak najmniejszych wymiarów oraz jak najmniejszej masy przy dużej pojemności, co jest związane z wymaganą dużą energią właściwą (Wh/kg) i gęstością energii (Wh/dm3) zasobnika;
3) uzyskanie jak największych przepływów mocy (prądów) w obu kierunkach, co jest związane z ograniczeniem czasu ładowania oraz z wysoką gęstością mocy zasobnika (kW/dm3);
4) zwiększona żywotność, także w pracy cyklicznej (większa liczba cykli ładowanie-rozładowanie);
5) brak emisji gazów żrących, wybuchowych i toksycznych;
6) zapewnienie niezawodności, pewności zadziałania, wytrzymałości mechanicznej;
7) małe samorozładowanie;
8) ograniczenie czynności eksploatacyjnych – wyeliminowanie testów pojemności.

W takich aplikacjach konieczne jest zastosowanie bardziej innowacyjnych akumulatorów niż dotychczasowe.

Dobrze pasują tu akumulatory litowo-jonowe z elektrolitem ciekłym lub polimerowym. Tego typu akumulatory charakteryzują się dużą gęstością energii, wysokim napięciem nominalnym ogniwa (także siły elektromotorycznej SEM), niskim współczynnikiem samorozładowania, dobrą trwałością cykliczną oraz szerokim dopuszczalnym zakresem temperatur pracy.

Problemem może być bariera cenowa, ponieważ ceny zakupu ogniw w tej technologii są jeszcze kilkukrotnie wyższe niż tradycyjnych rozwiązań.

Należy dodać, że z roku na rok te ceny znacząco spadają. Bariera cenowa może być jednak iluzoryczna, bo wstępna niska cena zakupu nie oznacza taniej eksploatacji.

Do pełnego policzenia kosztów produktu konieczne jest zastosowanie analizy LCC (ang. life cycle costs), gdzie sumujemy cenę zakupu i do tego dołączamy żywotność produktu oraz koszty eksploatacji i utylizacji [1]. Po takiej analizie może się okazać, że w niektórych zastosowaniach jest jak najbardziej zasadne zakupienie akumulatorów litowo-jonowych.

Jeżeli akumulatory litowo-jonowe są stosowane jako zamienniki napędu spalinowego, to pojawiają się dodatkowe przewagi, niemierzalne kosztami eksploatacyjnymi, a polegające na:

  • ograniczeniu problemów z prądami rozruchowymi,
  • ograniczeniu emisji spalin,
  • poprawie czystości powietrza,
  • ograniczeniu temperatury,
  • ochronie zdrowia ludzkiego i środowiska.

Kluczowym elementem, zapewniającym poprawną pracę oraz bezpieczeństwo eksploatacyjne ogniw litowo-jonowych, jest zastosowanie systemu kontrolującego i nadzorującego pracę baterii zwanego BMS (ang. battery management system).

Taki układ jest koniecznym wyposażeniem baterii litowo-jonowej:

  • mierzy on napięcia, prądy, temperatury każdego ogniwa,
  • wykonuje wyrównanie napięć poszczególnych ogniw (ang. balancing),
  • może wyliczać stan naładowania SoC (ang. state of charge) i/lub dyspozycyjną pojemność oraz żywotność SoH (ang. state of health).

BMS zapewnia też:

  • bezpieczną pracę układu,
  • chroni przed głębokim rozładowaniem, przeładowaniem oraz nadmierną temperaturą wewnętrzną ogniw,
  • możliwością wystąpienia rozbiegania termicznego (ang. thermal runaway) ogniw.

BMS jest kluczowym układem gwarantującym poprawną i bezpieczną pracę baterii litowo-jonowej.

Jakość pracy BMS jest równie istotna jak jakość zastosowanych ogniw. W wysokojakościowych rozwiązaniach BMS musi mieć certyfikat i zatwierdzenie poprawności działania wydane przez producenta ogniw, z którymi ma współpracować. Dopiero układ jako całość musi mieć przeprowadzone testy końcowe, walidację i certyfikację.

Zanim przejdziemy do opisania przewag eksploatacyjnych oraz przykładowych zastosowań, krótko przedstawimy zasadę działania ogniw litowych, podamy ich podział i nazewnictwo.

Opis akumulatora litowo-jonowego

Ogniwa litowo-jonowe jest to grupa akumulatorów odwracalnych (wtórnych) magazynujących elektrochemicznie energię, w których:

  • anoda to grafit interkalowany jonami litu,
  • katoda to niestechiometryczne tlenki lub siarczki metali przejściowych, np. MnO2 – mogące ulegać interkalacji kationami litowymi,
  • elektrolit to roztwory soli litu w silnie polarnych rozpuszczalnikach organicznych, elektrolity mogą być ciekłe, ceramiczne, szkliste lub polimerowe.

Działanie ogniw litowo-jonowych opiera się na zjawiskach interkalacji i deinterkalacji. Interkalacja jest to zjawisko wbudowywania się w strukturę krystaliczną ciała stałego elektrod jonów litu bez zmian tej struktury. Jony litu wchodzą w przestrzenie międzyatomowe kryształu.

Proces rozładowania ogniwa (dostarczanie energii do obwodu elektrycznego) polega na wytworzeniu jonu litu na anodzie.

Jony litu ulegają deinterkalacji, opuszczają strukturę krystaliczną anody. Następnie dyfundują w elektrolicie w kierunku katody i interkalują do materiału katody. Migracja jonów Li+pomiędzy elektrodami powoduje obniżenie energii układu i równoczesny przepływ elektronów w obwodzie zewnętrznym akumulatora. Podczas ładowania zachodzą procesy odwrotne.

Proces ładowania uzyskuje się przez przyłożenie do elektrod zewnętrznego źródła napięcia.

Pod wpływem różnicy potencjałów na elektrodzie dodatniej następuje reakcja elektrochemiczna, w wyniku której lit ulega utlenieniu do jonu litu Li+.
Reakcji tej towarzyszy deinterkalacja jonów Li+ z materiału katody i ich migracja przez elektrolit i interkalacja do anody.|
Szczegółowo przedstawia to praca [3].

Obecnie najpowszechniej są stosowane następujące typy ogniw litowych (ze względu na skład chemiczny elektrod):

  • NMC – katoda jest zbudowana z tlenków litowo-niklowo-kobaltowych, anodą jest grafit;
  • LMO – katoda jest zbudowana z tlenków litowo-magnezowych, anodą jest grafit;
  • LFP – katoda jest zbudowana z tlenków litowo-żelazowych, anodą jest grafit;
  • LTO – katodą jest tlenek litowo-kobaltowy, anodą jest grafit z tlenkiem litowo-tytanowym.

Wyżej wymienione typy ogniw mają wspólne cechy, zasadę działania, jednakże na tyle w szczegółach różnią się parametrami eksploatacyjnymi, że będzie konieczne odwoływanie się do tych nazw przy omawianiu zalet eksploatacyjnych.

Literatura

  1. M. Skoda, Analiza kosztu cyklu trwałości (LCC) w ocenie efektywności środków transportu szynowego, „Logistyka” nr 3/2011.
  2. M. Bakierska, A. Chojnacka, Akumulatory litowe jako współczesne systemy magazynowania energii, „Wiadomości Chemiczne” 68/2014.
  3. M. Marcinek, W. Wieczorek, Miniaturowe baterie litowe i litowo- jonowe z elektrolitem polimerowym, VII Międzynarodowa Konferencja „Nowoczesne urządzenia zasilające w energetyce”, 2004.
  4. P. Biczel, Hybrid energy storage systems in electric traction, TTS Technika Transportu Szynowego, nr 10/2015, ISSN 1232–3829, s. 63–69.
Aby zobaczyć pełną treść artykułu, wykup abonament

Powiązane

Dobór mocy źródeł zasilania awaryjnego i gwarantowanego

Dobór mocy źródeł zasilania awaryjnego i gwarantowanego

W artykule zostały przedstawione podstawowe zasady doboru mocy zespołu prądotwórczego oraz zasilacza UPS, pracujących w układach zasilania budynków. Opisana została metodyka projektowania ochrony przeciwporażeniowej...

W artykule zostały przedstawione podstawowe zasady doboru mocy zespołu prądotwórczego oraz zasilacza UPS, pracujących w układach zasilania budynków. Opisana została metodyka projektowania ochrony przeciwporażeniowej przez samoczynne wyłączenie oraz sterowanie napięciem dotykowym do wartości dopuszczalnej długotrwale w instalacjach zasilanych z zespołu prądotwórczego oraz zasilacza UPS. Przedstawiona metodyka jest zgodna z wymaganiami normy PN-HD 60364-4-41:2009 Instalacje eklektyczne niskiego napięcia....

Możliwości zwiększenia niezawodności przy zastosowaniu zasilacza UPS

Możliwości zwiększenia niezawodności przy zastosowaniu zasilacza UPS

Autor pisze o powszechnym znaczeniu niezawodności zasilania w energię elektryczną, realnych skutkach awarii w zasilaniu, o przebiegu współpracy zespołu prądotwórczego z UPS-em oraz o sposobach magazynowania...

Autor pisze o powszechnym znaczeniu niezawodności zasilania w energię elektryczną, realnych skutkach awarii w zasilaniu, o przebiegu współpracy zespołu prądotwórczego z UPS-em oraz o sposobach magazynowania energii

Magazyny energii z akumulatorami chemicznymi, ich funkcje w systemie elektroenergetycznym

Magazyny energii z akumulatorami chemicznymi, ich funkcje w systemie elektroenergetycznym

W artykule omówiono, jakie funkcje może spełniać magazyn energii oraz przedstawiono jego elementy składowe, czyli przetwornicę dwukierunkową, sterownik, zasobnik energii (w tym przypadku baterię chemiczną).

W artykule omówiono, jakie funkcje może spełniać magazyn energii oraz przedstawiono jego elementy składowe, czyli przetwornicę dwukierunkową, sterownik, zasobnik energii (w tym przypadku baterię chemiczną).

Komentarze

Copyright © 2004-2019 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
Portal Budowlany - Elektro.info.pl

Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień przeglądarki dotyczących cookies. Nim Państwo zaczną korzystać z naszego serwisu prosimy o zapoznanie się z naszą polityką prywatności oraz Informacją o Cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności oraz Informacji o Cookies.

Administratorem Państwa danych osobowych jest Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp.K., nr KRS: 0000537655, z siedzibą w 04-112 Warszawa, ul. Karczewska 18, tel. +48 22 810-21-24, właściciel strony www.elektro.info.pl. Twoje Dane Osobowe będą chronione zgodnie z wytycznymi polityki prywatności www.elektro.info.pl oraz zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016r i z Ustawą o ochronie danych osobowych Dz.U. 2018 poz. 1000 z dnia 10 maja 2018r.