Литий-ионные АКБ: решение для энергосбережения

Когда говорят об энергосбережении литиевых тяговых батарей, обычно имеют в виду киловатт-часы, потреблённые из сети. Но на складе экономия шире: она складывается из потерь при зарядке, обслуживания, простоев и количества батарей на одну машину. Ниже разберём, откуда берётся эффект, и предложим способ посчитать его для вашего парка без приукрашивания.

Потери при зарядке

Любая зарядка сопровождается потерями: часть энергии уходит в тепло. У свинцово-кислотных батарей эти потери заметно выше, к тому же в конце заряда идёт газообразование, а для выравнивания элементов регулярно проводят выравнивающий заряд с дополнительным расходом электроэнергии. Литий-железо-фосфатная батарея принимает ток эффективнее и в выравнивающих зарядах не нуждается: за балансировку отвечает BMS. Для парка из нескольких машин, которые заряжаются каждый день, эта разница накапливается в годовые цифры.

Время — тоже энергия и деньги

Полная зарядка LiFePO4 с 0 до 100% занимает около двух часов. У свинцовой батареи после заряда нужно ещё время на остывание, поэтому цикл «заряд плюс остывание» растягивается на смену и более. Это и есть причина, по которой для свинцового парка держат запасные комплекты.

Литиевая батарея допускает подзаряд в любое время: «эффекта памяти» у неё нет. Достаточно короткой зарядки в обед или в пересменку, чтобы закрыть следующую смену. Машина работает, а не стоит.

Меньше батарей на одну машину

Для многосменной работы со свинцовым аккумулятором на одну машину приходится два-три комплекта: один работает, остальные заряжаются и остывают. Литиевая батарея справляется одна, потому что заряжается быстро и частично. Отсюда прямая экономия на капитальных вложениях: не нужно покупать, хранить и обслуживать несколько батарей, а также тележки и подъёмные механизмы для их замены.

Обслуживание, помещение и персонал

Часть расходов на свинцовый парк не видна в смете батареи, но очень заметна в бюджете склада:

зарядная комната с вентиляцией, кислотостойким покрытием и требованиями безопасности;
долив дистиллированной воды и контроль плотности электролита;
работник, который снимает, ставит и обслуживает батареи;
оборудование для замены: кран, стеллаж, съёмные тележки.

LiFePO4 не выделяет газов, не требует долива и не нуждается в выделенном помещении. Зарядное устройство подключается к машине на её штатной стоянке.

Стабильное напряжение под нагрузкой

У свинцовой батареи по мере разряда напряжение проседает, и к концу смены техника работает вяло: медленнее едет и поднимает груз. У литий-железо-фосфатной батареи напряжение под нагрузкой остаётся стабильным почти до полной разрядки, поэтому производительность машины в начале и в конце смены одинакова.

Как посчитать полную стоимость владения

Сравнивать нужно не цену батареи, а затраты за весь срок службы. Возьмите по одной машине и сложите:

цену батареи и зарядного устройства с учётом нужного числа комплектов;
стоимость электроэнергии на зарядку за год;
зарплату и время на замену и обслуживание;
затраты на зарядное помещение и вентиляцию;
замену батареи через её ресурс.

Ресурс считается просто. При одном полном цикле в сутки 3000 циклов хватает примерно на 10 лет, при двух циклах — на 5. У свинцовой батареи ресурс в циклах, как правило, в разы меньше, поэтому за тот же период её придётся менять несколько раз. Конкретные цифры зависят от режима работы и условий, поэтому считайте на своём парке.

Что учесть при переходе

Литиевая батарея стоит дороже свинцовой на старте, поэтому экономия проявляется на горизонте нескольких лет. Для точного расчёта подберите ёмкость под свою смену в калькуляторе выбора АКБ, посмотрите готовые решения в разделе аккумуляторных батарей LiFePO4 и подберите зарядное устройство, согласованное с BMS, в разделе зарядных устройств. Для электрических тележек и рохлей есть отдельная подборка: аккумуляторы для электрических рохлей и тележек. Срок изготовления — 30–45 дней, гарантия — 36 месяцев на Fogel Power, расширенная — 60, и 24 месяца на Atlas Battery.