태양광, 풍력, 수력과 같은 재생 에너지가 어떻게 저장되는지 궁금한 적이 있나요? 지속적인 방전과 재충전을 통해 성능과 수명을 유지하고 최적화할 수 있는 딥사이클 배터리는 현재 이러한 에너지를 저장하는 데 가장 널리 알려지고 사용되는 옵션입니다.
딥 사이클 배터리를 다른 에너지 저장 옵션과 구별하는 주요 특징은 재충전이 필요하기 전에 딥 방전을 거칠 수 있는 능력입니다. 기본적으로 모든 딥 사이클 배터리는 80% 이상의 방전 심도를 가져야 합니다. 재생 에너지에 대한 전 세계적 추세와 관심사를 살펴보면서, 보다 효율적인 재생 에너지 전환을 위해 올바른 딥 사이클 배터리를 선택하는 방법을 알아보겠습니다.
차례
딥사이클 배터리 소개
딥사이클 배터리 선택 가이드
인기 있는 딥사이클 배터리 유형
녹색 에너지 저장 도입
딥사이클 배터리 소개
딥사이클 배터리의 종류
- 납산 배터리
현재 시중에 판매되는 딥사이클 배터리의 종류를 더 잘 이해하기 위해 먼저 각각의 개발 타임라인을 살펴보겠습니다. 침수 납산 배터리는 일반적으로 역사상 가장 오래된 딥사이클 배터리로 인정받고 있으며, 그 기초는 1880s. 전극 또는 판 아래에 완전히 잠긴 전해질과 일치하여 "침수"라고 합니다.
그 후 1934년에 현대식 밀폐형 납산 겔 배터리가 발명되었는데, 이는 밸브 조절형 납산(VRLA) 배터리라고도 합니다. 밀폐형 구조와 가스가 빠져나가지 못하게 하는 압력 방출 밸브에서 "밀폐형" 및 "밸브 조절형"이라는 이름을 얻었습니다. VRLA 배터리의 또 다른 하위 범주인 흡수 유리 매트(AGM) 배터리 1972년에 공식 발표되었습니다.
밀폐형 납산 배터리와 침수형 납산 배터리의 주요 차이점은 이름에서 알 수 있듯이 그 사이의 "밀폐형" 상단 커버에 있습니다. 밀폐형 배터리는 충전 중에 넘어지거나 가스가 배출되더라도 상단 밀봉 설계로 인해 잠재적인 산 누출 문제가 없습니다. 반면, 침수형 납산 배터리는 밀봉되지 않으며 항상 증류수를 다시 채울 수 있는 분리형 캡이 있습니다.
이는 가스-액체 재결합 프로세스가 침수형 배터리 내부에서 발생하지 않고 가스가 외부로 배출되기 때문에 필요합니다. 결과적으로 침수형 납산 배터리는 증류수를 다시 채워서 주기적인 유지 관리가 필요한데, 이는 충전 프로세스 전반에 걸쳐 생성된 가스가 대기 중으로 방출됨에 따라 전해질 수준을 원하는 수준으로 되돌리는 데 필수적입니다.
- 리튬 배터리 대 납산 배터리
어떤 경우든, 세 가지 납산 배터리 하위 범주가 아무리 독특하더라도 결국 납산 배터리와 같은 범주에 속합니다. 따라서 딥사이클 배터리의 진정으로 파괴적인 특성은 최신 유형의 딥사이클 배터리인 리튬 배터리와 비교해서만 증폭될 수 있습니다. 다음은 이들 간의 주요 차이점 중 일부입니다.
- 다양한 전해질: 젤 배터리의 전해질은 젤인 반면, 리튬 배터리의 전해질은 비수용성 액체 유기 전해질입니다. 비수용성 용액은 비수용성 용매만 사용하므로 해리 정도가 낮아 젤 전해질과 같은 수용액에 비해 일반적으로 더 안정적입니다.
- 작동 원리: 리튬 배터리의 경우 충전 과정에서 양극에서 생성된 리튬 이온은 전해질을 통해 음극으로 전달됩니다. 더 많은 리튬 이온이 음극에 들어가면 충전 용량이 증가합니다. 즉, 더 높은 충전 용량이 가능해졌습니다 더 많은 리튬 이온을 삽입함으로써.
- 안전 : 리튬 배터리에 사용되는 다양한 재료는 다양한 안전 수준을 가지고 있습니다. 반면, 오랜 역사를 가진 더 성숙한 기술인 젤 배터리는 리튬 배터리보다 더 높은 수준의 안전을 제공합니다.
- 수명: 리튬 철인산 배터리는 메모리 효과를 경험하지 않고 약 1500회 충전할 수 있는 더 긴 서비스 수명을 가지고 있습니다. 85회 후에도 초기 저장 용량의 약 1500%를 유지합니다. 반면 젤 배터리는 최대 500회 충전까지만 메모리를 유지할 수 있습니다.
- 효율성 및 성능: 콜로이드 전해질을 사용한 납산 전지는 콜로이드 전지라고도 합니다. 일반적으로 자가방전이 낮아 장기 보관에 유리합니다. 높고 심방전 성능은 활성 물질의 심방전 및 과방전 회복 능력, 활용률 및 방전 용량을 개선하는 데 도움이 됩니다.
- 생태적으로 친화적: 리튬 배터리는 오염 물질을 배출하지 않는 반면, 콜로이드 배터리는 오염 물질을 배출합니다.
딥사이클 배터리의 상업적 잠재력
심사이클 배터리의 시장 잠재력을 평가할 때, 우리는 시장 자체의 성장 예측의 관점에서 이를 살펴볼 수 있습니다. 단기 예측에 따르면 2022년에서 2025년 사이는 2.41억 XNUMX천만 달러 달성.
한편, 딥사이클 배터리의 사용이 이제 성장과 밀접하게 연결됨에 따라 재생 에너지태양광 및 풍력 에너지와 같은 재생 에너지의 기하급수적 발전을 통해 딥사이클 배터리의 상업적 실현 가능성에 대한 더 많은 통찰력을 얻는 것이 합리적입니다.
예를 들어 태양광 시장은 꾸준한 연평균 성장률로 성장할 것으로 예상됩니다. (CAGR) 7.2% 2022년부터 2030년까지 368.63억 2030천만 달러에 달할 것으로 예상되며, 동시에 풍력 에너지 시장은 더욱 강력하게 확대될 것으로 예상됩니다. 9.5 %의 CAGR 2030년까지 작년 추산 77.77억 174.75천만 달러에서 2030년 XNUMX억 XNUMX천만 달러로 증가할 것으로 예상됩니다.
딥사이클 배터리 선택 가이드
비용
딥사이클 배터리는 다양한 가격표와 함께 제공됩니다. 다른 제품 소싱 프로세스와 마찬가지로 예산 결정은 대상 고객 및 대상 시장과 긴밀히 일치해야 합니다. 예를 들어, 플러드 납산 배터리는 일반적으로 약 100달러이며 가격 리더가 되고자 하는 모든 도매업체에게 가장 경제적인 딥사이클 배터리 유형일 수 있습니다.
한편, AGM 배터리는 일반적으로 다른 VRLA 대응 제품인 젤 배터리보다 더 나은 가격으로 제공됩니다. 용량이 낮은 AGM 배터리는 약 80~100달러에 판매되는 반면, 용량이 큰 배터리는 쉽게 500달러 이상에 판매될 수 있습니다. 그리고 물론, 수명이 훨씬 긴 최신 기술인 리튬 배터리는 일반적으로 가장 높은 가격으로 판매됩니다. 사실, 리튬 배터리 비용은 XNUMX자리 수의 낮은 가격 수준에서 발견되는 것이 일반적입니다.
배터리 용량
배터리 용량은 종종 사양에 공칭 용량으로 표시되며, 배터리에 저장할 수 있는 총 에너지를 측정한 것을 말합니다. 따라서 장시간 작동이 필요한 특정 기기의 경우 더 큰 부하를 지원하기 위해 자연스럽게 추가 배터리가 필요합니다. 배터리 용량은 암페어-시간으로 측정되며, 특정 기간 동안 보낼 수 있는 전류량을 나타냅니다.
그러나 여기서 구체적인 시간 틀은 다음에 의해 결정됩니다. C 등급, 배터리가 충전되거나 방전되는 속도입니다. C-등급은 일반적으로 0.05C 또는 C/20(20시간을 의미)에서 5C(12분을 의미)까지입니다. 딥 사이클 배터리의 시간당 암페어 배터리 용량을 결정하려면 다음 계산 예에서와 같이 총 배터리 용량을 이해하고 해당 C-등급으로 나누기만 하면 됩니다.
샘플 A:
배터리 용량 = 100 암페어-시간(Ah), 일반적인 C-rate = C/20(20시간)
따라서 100시간 동안 20시간당 배터리 용량은 5/20 = XNUMX 암페어 용량입니다.
샘플 B:
배터리 용량 = 100 암페어-시간(Ah); 더 빠른 C-rate = 5C(12분)
따라서 100분 동안 0.2시간 배터리 용량은 500/12 = XNUMX 암페어 용량입니다!
다행히도 인터넷은 표준 수학 작업을 컴퓨팅에 맡기는 것을 선호하는 모든 사람에게 훨씬 더 쉬운 삶을 제공했습니다. 배터리 용량과 C-등급 사양을 알고 있다면 간단히 세부 정보를 입력하세요. 온라인 C등급 계산기 그러면 배터리가 1시간에 얼마나 많은 용량을 생성할 수 있는지, 아니면 반대로 얼마나 많은 용량을 생성할 수 있는지, 즉 배터리가 완전히 방전되는 데 얼마나 많은 시간이 필요한지에 대한 아이디어를 얻을 수 있습니다.
방전 깊이 및 사이클 수명
방전 심도(DoD)는 충전식 배터리 작동에 중요한 사양입니다. 일반적으로 실제 사용 가능한 배터리 용량을 나타내기 위해 백분율로 측정합니다. 즉, 방전 심도 백분율이 높을수록 다음 충전이 필요하기 전에 배터리가 작동할 수 있는 시간이 길어집니다. 밀접한 관련이 있지만, 총 배터리 용량은 완전히 충전되었을 때 사용할 수 있는 총 에너지를 측정하는 반면, 방전 심도는 배터리 수명을 늘리기 위해 안전하게 사용할 수 있는 최대 에너지량을 결정합니다.
방전 깊이는 또한 배터리 사이클 수명과 직접적으로 반비례 관계를 갖습니다. 배터리 사이클 수명은 성능이 저하되기 전의 배터리의 총 충전 및 방전 사이클입니다. 즉, 배터리의 방전 깊이 백분율과 충전 빈도가 증가함에 따라 사이클 수명이 짧아집니다.
예를 들어, 다음에 표시된 바와 같이 이 연구 논문 다이어그램 여기서, 여러 유형의 배터리의 사이클 수명 사이에는 반비례하는 직접적인 관계가 있습니다. 침수 납산 배터리는 4300% 방전 심도에서 약 50 사이클 수명을 달성할 수 있다고 보고되지만 1000% 방전 심도에서 방전하면 약 70 사이클 수명이 짧아집니다. 심사이클 배터리의 수명은 DoD 백분율이 증가할수록 분명히 짧아집니다.
딥 사이클 배터리의 사이클 수명은 기술에 따라 크게 다르므로 각 딥 사이클 배터리 유형별로 권장되는 방전 깊이를 이해하는 것이 유용합니다. 그러나 딥 사이클 배터리가 달성할 수 있는 최대 DoD 속도와 권장 DoD 속도의 차이를 아는 것이 중요합니다.
대부분의 딥 사이클 배터리는 50% 이상 또는 80-100%까지 방전될 수 있지만 DoD 비율이 지나치게 높으면 오래 지속되거나 최상의 성능을 발휘하지 못할 수 있습니다. 예를 들어 침수형 납산 배터리의 권장 DoD 비율은 50%인 반면 AGM 및 리튬 배터리의 경우 권장 비율은 50%~75%입니다.
기타
위에 나열된 주요 사양 고려 사항 외에도 사람들이 종종 고려하는 몇 가지 다른 요소로는 배터리의 크기와 무게가 있습니다. 특히 레크리에이션 차량(RV)에 설치하려는 경우 공간 제약과 최대 하중 문제가 있을 수 있으므로 배터리의 크기와 무게가 특히 중요합니다.
반면, 전압 정격 사양과 관련하여 호환성 문제는 핵심입니다. 모든 장치는 특정 고정 전압으로 작동하며 마찬가지로 적절한 장치를 작동하려면 비례 전압 속도가 필요합니다. 대부분의 RV는 12볼트에서 작동합니다. 그리고 이에 따라 대부분의 딥사이클 배터리는 12볼트를 지원하지만 24볼트나 36볼트 배터리도 드물지 않습니다.
딥사이클 배터리의 내구성은 또 다른 일반적인 우려 사항으로, 다양한 극한 온도에 대한 내구성으로 종종 반영되며, 이는 다양한 온도 변화에도 불구하고 전력 공급이 안정적으로 유지되어야 함을 의미합니다.
인기 있는 딥사이클 배터리 유형
침수 납산
가장 오랜 역사를 가진 딥사이클 배터리로서, 침수형 납산 배터리는 정기적인 유지 관리 요구 사항에도 불구하고 일반적으로 호평을 받고 있습니다. 사실, 그들은 다음과 같이 잘 알려져 있습니다. 자동차에 가장 많이 사용되는 배터리 그리고 트럭, 그리고 전문가에 따르면 그것은 증류수입니다 리필 루틴, 자동차 소유자들에게는 그렇게 큰 문제가 아닐 수도 있습니다.
검증된 신뢰성과 긴 수명 주기를 고려하면 두꺼운 안티모니 합금 그리드VRLA 배터리의 일반적인 칼슘 합금 그리드와 비교했을 때, 침수식 납산 배터리가 인기를 끄는 몇 가지 특징은 다음과 같습니다.
그러나 모든 딥 사이클 배터리 유형 중에서 가장 경제적인 가격을 제공한다는 사실이 대부분의 사람들에게 가장 큰 매력일 수 있습니다. 예를 들어, 도매 침수 납산 배터리 50달러 이하로 지게차나 기타 소형 전기 자동차에 필요한 전력을 공급합니다.
한편, 태양광 발전에 적합한 침수형 납산 배터리 또는 아래 그림에 표시된 것과 같은 풍력 에너지 저장 장치의 경우 가격은 US$80에서 US$100+ 사이입니다. 대량 도매 주문.
AGM
AGM 배터리는 젤 배터리에 비해 비용 효율적인 가격 수준과 향상된 안전성으로 인해 가장 인기 있는 VRLA 배터리 유형입니다. 젤 페이스트로 배터리 케이스에 전해질을 매달아 놓은 젤 딥 사이클 배터리와 달리 AGM 배터리는 전해질을 유리 섬유 매트에 완전히 보관하여 누출 방지 안전 기능.
AGM 배터리는 더 높은 용량을 지원하면서도 다음과 같은 특징이 있다는 사실 낮은 내부 저항은 또 다른 것입니다 이러한 이유로 납산 배터리는 다른 배터리보다 선호되며, 특히 캠핑이나 레크리에이션 차량과 같이 빠른 충전이 필요한 고부하 애플리케이션에 적합합니다.
AGM 배터리의 경제성은 특히 이와 같은 경형 전기 자동차에 적합한 배터리의 경우 더욱 분명합니다. 전자 자전거에 이상적인 75Ah AGM 배터리 또는 다른 120Ah 용량의 AGM 배터리 이는 아래 그림에서 보이는 것과 유사합니다.
태양광 발전 저장 또는 RV용 AGM 배터리반면에, 일반적으로 훨씬 더 높은 용량을 감안할 때 더 높은 가격표를 가져옵니다. 일부는 쉽게 250달러 이상 도매 대량 주문 수준에서도 마찬가지입니다. 그러나 더 작은 용량도 있습니다. 75Ah부터 시작하는 태양광 에너지 저장용 AGM 배터리 따라서 훨씬 낮은 도매가로 제공됩니다.
리튬 기반
다른 모든 종류의 딥사이클 배터리와 비교했을 때, 리튬 배터리는 발명과 함께 공식적으로 이름을 확립했습니다. 리튬 이온 전지 1985년에 아직 초기 단계에 있습니다. 그럼에도 불구하고, 딥사이클 배터리 제품군 중 최신 발명품인 리튬 기반 배터리는 종종 최고의 딥사이클 배터리 유형으로 칭찬받습니다.
그리고 리튬 기반 배터리가 이런 식으로 인식되는 것은 우연이 아닙니다. C-등급에서 사이클 수명, 방전 깊이, 심지어 배터리가 크기나 무게를 감안할 때 얼마나 많은 에너지를 저장할 수 있는지 측정하는 에너지 밀도에 이르기까지 모든 연구 결과는 다음을 시사합니다. 리튬 기반 배터리는 더 나은 성능을 발휘합니다 다른 딥 사이클 배터리보다. 그러나 리튬 기반 배터리는 일반적으로 문제가 없고 무게와 메모리 효과 문제에 관해서는 상당히 가볍습니다.
인기가 엄청나게 상승하고 있음에도 불구하고 가장 큰 단점은 아마도 가격이 다소 비싼 것일 것입니다. 가까운 미래에 가격이 엄청나게 떨어질 것으로 예상되기는 하지만요. 대량 도매 주문 수준에서는 12Ah부터 100V 리튬이온 배터리예를 들어, 조각당 약 150달러가 들 수도 있습니다.
동시에, 단일 OEM 12v 리튬이온 배터리 50Ah 최소한 100달러가 더 추가될 수 있습니다. 고급 리튬 기반 배터리 반면 태양 에너지 저장에 적합한 제품은 대량 주문 시에도 최소 시작 가격이 1500달러입니다. 도매업체가 이러한 다양한 비용 수준을 해결하기 위해 채택할 수 있는 보다 균형 잡힌 접근 방식은 다음과 같습니다. 맞춤형 리튬 기반 배터리 제조업체 특정 대상 애플리케이션에 맞게 맞춤형 전압을 계산합니다.
녹색 에너지 저장 도입
녹색 에너지 사용의 인기는 이러한 저장 수요를 촉진했습니다. 심사이클 배터리는 이러한 긴급한 저장 수요를 해결하는 답입니다. 납산 배터리와 리튬 배터리는 심사이클 배터리의 두 가지 주요 유형입니다. 그리고 구매 결정은 가격, 배터리 용량, 방전 깊이, 사이클 수명 및 전압, 내구성, 크기, 무게와 같은 기타 다양한 요인에 따라 달라질 수 있습니다. 침수 납산 배터리, AGM 및 리튬 기반 배터리는 현재 가장 인기 있는 세 가지 심사이클 배터리 유형입니다. 이는 여러 기술 사양에 대한 이해가 필요한 매우 광범위한 주제이므로 심사이클 배터리 관련 기사를 더 읽어보는 것이 좋습니다. 알리바바 리즈 자세한 내용은.
