اختيارات بطاريات UPS (مزود الطاقة غير المنقطع) بين الرصاص الحمضي والليثيوم أيون للشركات

مع استمرار نمو متطلبات الطاقة، تواجه الشركات قرارًا حاسمًا في اختيار بطاريات إمداد الطاقة غير المنقطعة (UPS): تقنية الرصاص الحمضي التقليدية أو تقنية أيونات الليثيوم الناشئة. تحلل شركة Mitsubishi Electric نقاط القوة والقيود لكل من الخيارين لمساعدة الشركات على اتخاذ خيارات مستنيرة.

بصفتها الخيار التقليدي لأنظمة UPS، تطورت بطاريات الرصاص الحمضي إلى عدة أنواع على مدى عقود:

• بطاريات الرصاص الحمضي المنظمة بالصمام (VRLA): بما في ذلك بطاريات حصيرة الزجاج الماصة (AGM) والجيل، تهيمن هذه الخيارات الخالية من الصيانة على السوق. توفر AGM خرج طاقة عاليًا بينما يوفر الجل عمر دورة فائقًا ومقاومة للحرارة.
• بطاريات الفيضانات (VLA): تتطلب هذه الأنظمة ذات الإلكتروليت السائل صيانة ربع سنوية وتشغل مساحة كبيرة، مما يؤدي إلى انخفاض التبني.
• بطاريات الرصاص النقي: تتميز بتصميمات شبكات متقدمة وتقنيات تحفيزية، وتوفر كثافة طاقة أعلى من VRLA التقليدية، على الرغم من أنها لا تزال متخلفة عن بدائل أيونات الليثيوم.

منذ عام 2018، اكتسبت تقنية أيونات الليثيوم اعتمادًا سريعًا في تطبيقات الطاقة الحرجة. تخدم خمسة أنواع أساسية احتياجات UPS:

• أكسيد المنغنيز الليثيوم (LMO): خرج طاقة عالي مع ثبات حراري معتدل
• فوسفات الحديد الليثيوم (LFP): الخيار المفضل لـ UPS نظرًا للسلامة والاستمرارية الاستثنائية
• نيكل منغنيز الكوبالت (NMC): كثافة طاقة/طاقة ودورة حياة متوازنة
• تيتانات الليثيوم (LTO): عمر افتراضي طويل للغاية مع شحن سريع، وإن كان بتكلفة أعلى
• نيكل كوبالت ألومنيوم (NCA): أقصى كثافة للطاقة تتطلب إدارة صارمة

توفر بطاريات أيونات الليثيوم كثافة طاقة أكبر 3-5 مرات من مكافئات VRLA، مما يتيح تركيبات أكثر إحكاما.

تحتاج أنظمة أيونات الليثيوم إلى عمليات فحص مرئي سنوية فقط مقابل الصيانة ربع السنوية لـ VLA والفحوصات نصف السنوية لبطاريات VRLA.

حيث تتطلب بطاريات الرصاص الحمضي النموذجية الاستبدال كل 3-7 سنوات، يمكن لوحدات أيونات الليثيوم أن تعمل لمدة 15-20 عامًا قبل الوصول إلى سعة 60-70٪.

تعمل مدة الخدمة الممتدة لأيونات الليثيوم، والصيانة البسيطة، وكفاءة المساحة على تقليل تكاليف نظام UPS بأكثر من 65٪ مقارنة ببدائل الرصاص الحمضي.

تتطلب كلتا التقنيتين إدارة مناسبة، لكن أنظمة أيونات الليثيوم تدمج أنظمة إدارة البطارية (BMS) المتخصصة للتحكم الدقيق في الشحن/التفريغ، بينما يعتمد الرصاص الحمضي على منصات مراقبة عامة.

يعتمد قطاع الطاقة الحرجة بشكل متزايد على تقنية أيونات الليثيوم نظرًا لمزاياها التشغيلية وانخفاض تكاليفها مدى الحياة. مع اقتراب دورات ترقية البطارية، يجب على المؤسسات تقييم متطلبات الطاقة المحددة بعناية مقابل القدرات المتطورة لكل من تقنيات البطاريات.