多年来，电池技术不断发展，工业和公用事业组织有多种选择来满足其备用电源的储能需求。本电子指南介绍了成熟的铅酸技术，例如通风铅酸 （VLA） 或阀控铅酸 （VRLA） 电池，如何进行改进，以便为最终用户提供满足其运营需求的增量性能提升。这些电池与有时未经大规模验证的替代电池化学成分相得益彰。
铅酸电池是工业和公用事业部门使用的最古老、最成熟的电池类型之一。它们代表了跨多种应用的成熟可靠的解决方案——为不间断电源提供备用电源，在离网系统中存储能源，以及为工厂车间的广泛工业任务提供支持。简而言之，铅酸电池是一种可靠、经济高效且广为人知的技术，它还通过在使用寿命结束时实现极高水平的可回收性来支持可持续发展计划。
然而，铅酸电池在工业和公用事业市场的首选地位不能被认为是理所当然的。因此，此类电池类型的制造商在研发方面投入巨资，以确保其解决方案的完善。因此，工业和公用事业组织受益于尺寸、功率密度、充电容量和降低维护成本等方面的性能增强。这种活动使先进的铅酸电池不仅仅是最近进入市场的替代电池化学成分的竞争对手。
概述不同类型的铅酸电池
那么，铅酸电池在实际层面上的演变是什么样的呢？随着时间的推移，优化如何提高性能，这对继续信任此类解决方案的工业和公用事业组织意味着什么？
让我们通过识别铅酸电池的不同类型来回答这些问题。传统的通风铅酸 （VLA） 或阀控式铅酸 （VRLA） 电池主要用于工业和公用事业领域，因为它们以其可靠性、相对较低的成本和提供高浪涌电流的能力而闻名。
在这两种设计类型中，VLA（富液式）电池一直是首选，尤其是在北美——尽管这种情况正在逐渐改变。在欧洲，市场更多地是由 VRLA 电池驱动的。特别是，配电网络运营商和输电系统运营商通常会青睐 VRLA，Planté（一种富液式电池）和 NiCd 化学成分也加入了其中。
挑战 VRLA 采用的误解
购买者可能选择 VLA（富液式）电池的原因有几个：
熟悉孕育出可靠性
习惯了 VLA（富液式）电池的购买者可能会在他们的熟悉中找到安慰，因为他们知道这些电池多年来在各种条件下的表现。这种用户体验可以转化为一种可靠性，让他们在运营连续性中高枕无忧。
预付费用
与 VRLA 电池相比，泛洪式电池的前期成本通常较低。这种初始成本优势对于购买者来说可能非常重要，尤其是那些预算紧张的购买者。
无绩效激励
在某些情况下，VLA（富液式）电池可能仍能充分满足应用的性能要求。因此，改用 VRLA 电池可能几乎没有动力。
维护注意事项
虽然 VRLA 电池不需要 VLA（富液式）电池所需的定期浇水，但一些最终用户可能有能力在内部进行维护，并希望更好地控制该过程。
环境问题
一些购买者可能会认为 VLA（富液式）电池比 VRLA 电池更容易回收或更环保，因为它们的结构简单。
虽然购买者选择 VLA（富液式）电池可能有其原因，但重要的是要强调 VRLA 电池的进步，这些进步解决了这些误解并提供了额外的好处，可能使它们成为更具吸引力的选择。
VRLA 技术的进步
VRLA 电池技术多年来不断发展，与 VLA（富液式）类型相比，性能、可靠性和安全性都有所提高。材料、制造工艺和设计的进步导致 VRLA 电池在工业和公用事业应用中的采用越来越多。
薄板纯铅 （TPPL） 技术的推出代表了 VRLA 电池类别的显着进步。TPPL 电池采用纯铅制成的薄板，允许更多的极板和更大的电抗表面积，从而降低内阻和能量损失，从而实现更高效、更耐用的电池设计。与传统的铅钙基 VRLA 电池相比，TPPL 电池具有多项优势，包括更高的能量密度、在极端温度下的性能更高、充电速率更快、电流传输更高、电压降更低、维护要求更低、循环寿命更长。
让我们更详细地研究这些进步。
提高能量密度
与其他 VRLA 技术相比，TPPL 电池设计和制造的进步导致能量密度的提高。随着全球向可持续能源的过渡，公用事业和工业部门面临着能源安全的挑战。风能和太阳能发电厂是间歇性的发电形式，会导致电网不稳定，只有通过储能才能克服。电池可能需要长达 72 小时的自主处理，而不是处理 8 – 12 小时的自主能力，这需要三倍的存储容量。虽然工业和公用事业公司希望增加其电池存储系统的容量，但获得增加的物理空间可能是一个问题，尤其是当这些设施位于城市地区时。在这种情况下，能够在更小的占地面积内存储更多的能量，使 TPPL 技术成为其他 VRLA 技术的有吸引力的替代品。PowerSafe® SBS XL 2V 电池专为稳定的电网浮动应用而设计，可以在相同的空间内满足这三倍的存储容量要求。
在极端温度下优化性能
还必须考虑温度波动，因为在世界各地的各种设施中，寒冷的冬天和夏天的酷热之间可能存在显着差异。尽管这些波动会影响存储容量和续航能力，但在指定温度下运行会缩短这些电池的使用寿命，从而增加成本，因为它们需要更频繁地更换。
与传统的铅钙基 VRLA 电池相比，TPPL 电池的先进制造平台使它们能够在更宽的温度范围内有效运行，而不会显着损失容量或性能下降。这使得它们适用于工业和公用事业环境中常见的恶劣环境条件。例如，PowerSafe® SBS XL 2V 电池的设计寿命长达 20 年。
与传统的铅钙基 VRLA 电池相比，TPPL 电池具有多项优势，包括更高的能量密度、在极端温度下的性能得到改善、更快的充电速率和更高的电流传输以及更低的电压降、降低维护要求和延长循环寿命。
快速充电
随着电力的日益普及，工业和公用事业部门需要支持潜在的轮流停电，这需要具有快速充电周期的电池。与铅钙电池相比，TPPL 电池可以接受更高的充电速率。这样可以加快充电时间，减少停机时间，并提高快速能量补充至关重要的应用的整体效率，从而降低能耗。从长远来看，这些因素结合在一起具有潜在的碳减排效益。
减少维护要求
工业和公用事业设施可能位于偏远的农村地区，需要工程师的长途旅行时间。必须为工程师安排上门服务来执行维护工作可能会带来高昂的成本。它还可能将维护工程师的注意力从更重要的职责上转移开。选择低维护电池选项比 VLA（富液式）电池更可取，后者需要频繁补充电解液。
与标准铅钙电池相比，先进的 TPPL 电池几乎不需要维护。吸收性玻璃垫 （AGM） 技术的使用最大限度地减少了对电解液维护的要求，例如加注去离子水（浇水），同时也降低了电解液泄漏或溢出的可能性。这降低了运营费用，减少了维护人员的人工干预，减少了上门服务，并为最终用户提高了可靠性和安全性。
延长循环寿命
与传统的铅制 VRLA 电池相比，TPPL 电池（如 PowerSafe® SBS XC+ 电池）具有更长的循环寿命。通过极板设计、电解液成分和制造工艺的创新，TPPL 电池可以承受更多的充放电循环次数，而不会显着降低性能。这使得它们非常适合需要频繁循环和深度放电的应用，例如可再生能源存储和电网稳定。
集成先进的监控和管理系统
TPPL 电池可以与先进的监控和管理系统无缝集成，从而实时监控电池的健康状况、性能和充电状态。这实现了主动维护计划、优化的充电策略和更高的系统可靠性，确保关键工业和公用事业应用的不间断运行。
EnerSys 提供广泛的电池监控和性能优化解决方案，公司可以安装和维护这些解决方案。已经开发了专有的电池监控系统，并可用于某些产品，其他产品也将很快推出。
改用 VRLA/TPPL 电池的支持证据
重新审视上一节讨论了企业选择 VARI（富液式）电池的基本原理，让我们看看支持过渡到 VRLA 电池，特别是 TPPL 类型的证据。
不熟悉会破坏可靠性
VLA（富液式）电池由于多年的使用和对其在不同条件下性能的理解，可能会灌输一种可靠性。然而，选择 VRLA 电池可以提供明显的优势。过渡到 VRLA 电池为提高可靠性、运营效率和长期节省成本开辟了途径，从而挑战了熟悉等同于可靠性的观念。
长期成本效益
尽管前期投资较高，但与 VLA（富液式）电池相比，VRLA 电池的使用寿命更长，维护要求更低，因此通常提供更低的总拥有成本，从而在电池系统的使用寿命内节省成本。
ENERSYS 一直处于推动 TPPL 电池技术进步的最前沿，推动各行业储能解决方案的创新。
增强的性能潜力
VLA（富液式）电池通常足以满足当前的性能要求。然而，过渡到 VRLA 电池可以释放未来增强性能的潜力。随着技术的进步，TPPL 电池提供了更高的能量密度、更快的充电能力和更高的可靠性，为满足不断变化的应用需求提供了途径。
简化的维护优势
与 VLA（富液式）电池相比，VRLA 电池需要的维护频率较低，因此购买者可以从简化的维护中受益。由于减少了浇水和腐蚀检查等维护任务，工作人员可以更有效地将时间分配给其他关键任务，从而提高整体运营效率。
通过创新采取环保行动
认识到与电池技术相关的环境问题，购买者可以将采用 VRLA 电池视为通过创新实现环境管理的一步。VLA（富液式）电池似乎更容易回收，但 VRLA 电池为先进的回收技术和材料回收提供了机会，有助于采用更可持续的电池处理和资源保护方法
结论
总体而言，VRLA 电池技术的进步和 TPPL 电池的推出促进了储能解决方案的发展，为用户提供了更高效、更可靠、更环保的选择。EnerSys 一直走在推动 TPPL 电池技术进步的最前沿，推动各行各业储能解决方案的创新。该公司采用先进的制造技术来高效生产高质量的电池。其最先进的设施利用自动化、机器人技术和质量控制流程来确保电池生产的一致性和可靠性。有关 EnerSys 高性能公用事业和工业电池的更多信息，请访问 EnerSys.com。
