Литиевые батареи для промышленного транспорта и оборудования недешевы, поэтому потребителей волнует окупаемость. Аккумуляторы с разным химическим составом отличаются друг от друга ценой, коэффициентом полезного действия, сроком службы. Эти характеристики в конечном счете определяют, насколько быстро оправдаются инвестиции. Выгодно использовать тот источник питания, который выдерживает больше рабочих циклов, отдает больше энергии и обходится дешевле в течение всей эксплуатации.
Сравним литий-железо-фосфатные (LFP), литий-никель-марганец-кобальт-оксидные (Li-NMC) и литий-полимерные (Li-Po) батареи. Для интереса также посмотрим, могут ли с ними конкурировать свинцово-кислотные аккумуляторы.
| Сравниваемые характеристики | LFP | Li-NMC | Li-Po | Свинцовые АКБ |
| Коэффициент полезного действия | 98% | 95% | 95% | 80% |
| Срок службы при глубине разряда 80% (DoD) в циклах | 4500 | 2800 | 1500 | 500 |
| Общая энергоемкость в МВт·ч за весь период эксплуатации | 35,28 | 21,28 | 11,4 | 3,2 |
| Цена аккумулятора емкостью 10 кВт·ч, $ | 6900 | 6500 | 4500 | 2200 |
| Стоимость одного киловатт-часа, $ | 0,19 | 0,30 | 0,40 | 0,69 |
| Безопасность при использовании | Высокая | Средняя | Низкая | Низкая |
| Необслуживаемая конструкция | Да | Нет | ||
Из таблицы видно, что выгоднее всего пользоваться LFP батареями. Второе и третье места у Li-NMC и Li-Po соответственно. Традиционные свинцовые АКБ оказались аутсайдерами сравнения, хотя стоят значительно дешевле конкурентов. Причины отставания кроются в коротком сроке службы, низкой энергоэффективности. Это еще раз доказывает, что свинцово-кислотная технология устарела и обходится пользователям дороже.
Как рассчитывается стоимость энергии
Прежде всего нужно узнать общую энергоемкость – общее количество электроэнергии, которое аккумулятор способен хранить и отдавать в течение срока службы. Она рассчитывается по следующей формуле:
Общая энергоемкость =» номинальная емкость «x КПД xDoD x срок службы в циклах
Для примера возьмем литий-ионную батарею с химсоставом LFP, номинальной емкостью 10 кВт·ч. Коэффициент полезного действия у нее около 98%, а число циклов при 80% DoD достигает 4500. Применим формулу общей энергоемкости:
10 х 0,98 х 0,8 х 4500 =» 35280 кВт·ч или «35,28 МВт-ч
Таким образом, за весь период эксплуатации данная литиевая батарея отдаст 35,28 МВт-ч электроэнергии. Для сравнения, свинцовая АКБ на 10 кВт·ч сможет выдать только 3,2 МВт·ч, что в 11 раз меньше.
Чтобы узнать стоимость одного киловатт-часа, разделим цену каждого аккумулятора на общую энергоемкость. Участники нашего сравнения стоят $6900 (литий-железо-фосфатный) и $2200 (свинцово-кислотный). Произведем деление:
6900 / 35280 =» 0,22200 / 3200 =» 0,69
В итоге стоимость энергии литиевого аккумулятора LFP получилась около $0,2 за киловатт-час, а свинцово-кислотного – $0,69, что почти в 3,5 раза больше.