על רקע המעבר המואץ של סין לאנרגיה נקייה, חשפה Zsen Risun Energy Technologies היום את מערכת האגירה הביתית לאי-אנרגיה NovaGuard S5 שלה בתערוכת טכנולוגיות האגירה הבינלאומית לאנרגיה לשנת 2024 בשנגחאי. השקת המערכת מסמנת ציון דרך במסע המחקר והפיתוח של החברה, כיוון ש-NovaGuard S5 מבוססת על תהליך פיתוח רב-תחומי בן 12 חודשים אשר מוביל לעלוצת צפיפות אנרגיה גבוהה ב-25%, למהירות טעינה מהירה ב-40% ולתקופת חיים של 15 שנה — ובכך קובעת סטנדרט חדש לביצועי סוללות למגורים. התערוכה, שテーマה היה "אחסון ירוק, אנרגיה עתידית", משכה יותר מ-35,000 מבקרים מ-42 מדינות, וכתוצאה מכך הפכה לאסיפה הגדולה ביותר של בעלי עניין בתחום אחסון האנרגיה באסיה השנה.
הקשר: מרוץ לדคารבוניזציה
התערוכה מתרחשת בנקודת צירוב קריטית: לפי דו"ח של הסוכנות הלאומית לאנרגיה של סין, התקנות סולאריות-ליח storing למשקי בית עלו ב-98% לעומת השנה הקודמת בחצי הראשון של 2024, כתוצאה מה incentivos הלאומיים ומדאגות לגבי אמינות הרשת. ובכל זאת, עדיין רבים מבתי האזרחים נאלצים לבחור בין עלות המערכת, משך חייה והבטיחות שלה. סקר אחרון של האגודה הסינית לאנרגיות מתחדשות העלה כי 62% מהבעלים מציינים את "אורך החיים של הסוללות" כנושא הדאגה העיקרי שלהם, בעוד ש-48% דואגים לעלות הראשונית הגבוהה.
„אחסון אנרגיה ביתי אינו רק מקור חשמל גיבוי — אלא היסוד של רשת חשמל מבוזרת וחופשית מפחמן", אמר ד"ר ויי ציאנג, ראש פיתוח המוצרים בחברת Zsen Risun, במהלך השקת המוצר. "ה- NovaGuard S5 הוא תשובתנו לדרישה של השוק למערכת שלא דורשת מהבעלים לבחור בין ביצועים לשקט הנפש. המערכת, שהוצגה באולם התערוכה של Zsen Risun ששטחו 200 מטר רבוע (בתמונה), כבר קיבלה הזמנות מראש בסך 21,000 יחידות ממפיצים באירופה ואוסטרליה, מה שממחיש את המוניטין הבינלאומי שלה.
המסע של 12 החודשים בפיתוח ה- NovaGuard S5
התהליך של Zsen Risun לפיתוח מחקר ופיתוח של ה- NovaGuard S5 מהווה דוגמה יוצאת דופן לשיתוף פעולה אגילי, תוך שילוב של מדע החומרים, הנדסת חום וביצוע בדיקות מבוססות בינה מלאכותית, כדי לייצר מוצר שמעל על הסטנדרטים התעשייתיים. הפרויקט, שנקרא בקוד בשם "פרויקט אאורורה", כלל 87 מהנדסים, 12 מחזורים פונקציונליים משולבים ומעל 14,000 שעות של בדיקות מעבדה.
1. שלב 1: איסוף דרישות המבוסס על המשתמש (ינואר–פברואר 2024)
הפרויקט החל בסקר גלובלי שכלל 3,500 לקוחות פרטיים ו-200 מתקינים, אשר זיהה שלושה קשיים מרכזיים:
מהירות טעינה איטית שמגבילה את היכולת לפעול כמקור חירום בעת הפסקות ברשת החשמל
עלות התחלתי גבוהה יחסית לתקופת חיים, מה שמייצר תקופות החזר ארוכות
דאגות בנוגע לסיכון להתפרצות תרמית, שהחמיר במדינות עם אקלים חם
משוב זה עיצב ישירות את מסלול המחקר והפיתוח: הקבוצה העדיפה מטרות של 10,000 מחזורי טעינה, טעינה מ-0% עד 80% תוך 90 דקות, ומערכת ניהול תרמי פאסיבית שמבטלת את הצורך במגבים רועשים ובעלי דרישה לתיקון גבוה. כדי לאמת את המטרות הללו, אירחה הקבוצה 12 קבוצות מיקוד בשנגחאי, ברלין וסידני, שבהן בדקו בעלי בתים את ממשקات הטעינה הפרוטוטיפיות ונתנו משוב על העיצוב הדחוס והעומד על הרצפה של המערכת.
2. שלב 2: חדשנות בחומרים וניסוח התאים (מרץ–אפריל 2024)
במרכז המחקר והפיתוח של Zsen Risun בסוצ'ו, מדעני חומרים התמקדו באופטימיזציה של כימיה התא של ליתיום-ברזל-פוספט (LFP), שהיא עמוד השדרה של NovaGuard S5. הם פיתחו אנוד המורכב מסיליקון ננו ייחודי שמעלים את צפיפות האנרגיה ל-165 וואט-שעה לקילוגרם — גבוה ב-25% מתאי LFP סטנדרטיים — תוך שמירה על היציבות התרמית שהופכת את LFP לכימיה הסוללה הבטוחה ביותר בשוק.
הצוות גם פיתח שכבת אלקטרוליט מוצק שמחסלת את ההתנגדות הפנימית ב-18%, מה שמאפשר את יכולת הטעינה המהירה בתוך 90 דקות. "בחנו יותר מ-70 تركיבי אלקטרוליט לפני שמצאנו אחד שמשלב באופן אידיאלי מוליכות ויציבות", הסביר ד"ר לין מיי, הכימאי הראשי לתאים. "ההישג הזה לבדו קיצר את זמן הטעינה המתוכנן שלנו בחצי." כדי להרחיב את ההשראה הזו, Zsen Risun שיתפה פעולה עם מכון מדעי החומרים של אוניברסיטת צינגהואה כדי לשפר את תהליך הייצור של השכבה, ובכך הקטינה את בזבוז החומר ב-32%.
3. שלב 3: תכן מודול והנדסת תרמו-הנדסה (מאי–יוני 2024)
אתגר מרכזי היה פיזור החום שנוצר במהלך טעינה מהירה ללא קירור פעיל. צוות ההנדסה עיצב שכבת מתאם תרמי מספוג גרפיט המתחילה סביב כל תא, ומעבירה את החום למשטח בידוד תרמי מאלומיניום המשולב בבסיס המודול. מערכת הפסיבית הזו לא רק מאפסת את רעש המניעים ואת הצורך בשימור, אלא גם מבטיחה שהטמפרטורה בתאים תישאר מתחת ל-45° צלזיוס גם במהלך פריקה רציפה בקצב 1C.
״ביצענו 3,000 שעות של מבחני מחזור תרמי כדי לאמת את העיצוב הזה,״ אמר ד"ר צ'ן האו, מהנדס מכני ראשי. ״במקרה הגרוע ביותר — שמש ישירה בסביבה של 40°מ — הטמפרטורה במודולים שלנו מעולם לא עברה 42°מ.״ העיצוב הקומפקטי והעומד על הרצפה של NovaGuard S5 (הנראה בתצוגת הסטנד) אופטימיזציה גם כן להתקנה קלה, עם ניהול כבלים מובנה ולוח חזית ללא צורך בכלים לגישה למערכת ניהול הסוללות (BMS). מתקינים שנטלו חלק בקבוצות המיקוד שיבחו את העיצוב, וציינו שהוא מקצר את זמן ההתקנה באתר בממוצע ב-45 דקות ליחידה.
4. שלב 4: פיתוח מערכת ניהול סוללות (BMS) מבוססת בינה מלאכותית (יולי–אוגוסט 2024)
צוות מערכת ניהול הסוללות (BMS) הפנימי של Zsen Risun פיתח מערכת ניהול סוללות מבוססת בינה מלאכותית אשר לומדת מתבניות השימוש במציאות כדי למקסם את משך חייה של הסוללה. המערכת כוללת:
איזון תאי חיזוי: מכוונן זרמי טעינה כדי למנוע עומס יתר על תאים מסוימים, ומכאן מאריך את מספר מחזורי הטעינה והפריקה ב-12%.
אלגוריתמים לאינטגרציה לרשת: מעבירים אוטומטית בין רשת החשמל, אנרגיה סולארית ואנרגיה מאחסון סולרי כדי למזער את עלויות החשמל
אבחון בטיחות בזמן אמת: עוקב אחר 24 פרמטרים, כולל מתח, זרם וטמפרטורה, עם זמן תגובה של 100 מילישניות להפרעות
במהלך ניסויי שדה בגואנדונג, מערכת ניהול הסוללות (BMS) הקטינה בממוצע את חשבונות החשמל של הלקוחות ב-38% באמצעות ניצול אותות תעריפי שימוש לפי השעה — תכונה שהפכה לנקודת מכירה עיקרית עבור המפיצים באירופה. הצוות גם אינטגרט מערכת עדכון תוכנה בענן, המאפשרת תיקונים מרוחקים ושיפורים בביצועים ללא ביקורים באתר. בניסוי אחרון, תכונה זו אפשרה לצוות לפתור באורך 72 שעות באג תוכנה קטן שפגע ב-300 יחידות בשטח, ללא כל השבתת שירות ללקוחות.
5. שלב 5: בדיקות ואימות מאוצצים (ספטמבר–אוקטובר 2024)
לפני ייצור המוני, NovaGuard S5 עבר תוכנית הזדקנות מאוצצת בת שישה חודשים, אשר הדמיתה 15 שנות שימוש. מבחנים מרכזיים כללו:
סימולציה של ריצה תרמית: טעינה מופרזת של תא כדי לאמת שמערכת הקירור הפסיבית והכיסוי המאיט בעירה מצליחים להכיל כל אירוע
מחזור טמפרטורות קיצוניות: בדיקת ביצועים בטווח של 20-°C עד 55°C כדי להבטיח אמינות באקלים קיצוני
בדיקות מתח מכני: נפילת המודול מגובה של 1.5 מטר וחשיפה לרעידות בעוצמה של 5G לאימות עמידותו
המערכת עברה את כל הבדיקות ללא כשלים קריטיים, ושימרה את קיבולת הסוללה מעל 80% לאחר 10,000 מחזורים — מה שמעל стандארטים התעשייתיים ב-20%. בדיקה עצמאית של TÜV Rheinland אישרה שהנובאגארד S5 עומד בתקנים הבינלאומיים לשלום IEC 62619, עם דירוג אמינות של 99.97% בתנאי שטח אמיתיים.
6. שלב 6: ייצור ניסיוני וניסויי שדה (אוקטובר 2024)
הושקע רץ ניסיוני של 500 יחידות ב-120 בתים ברחבי סין, גרמניה ואוסטרליה. המשוב המוקדם היה חיובי באופן מוחלט: בעל בית במלבורן דיווח שהמערכת הפעילה את כל הבית שלו למשך 36 שעות במהלך תקופת הפסקת חשמל אחרונה ברשת, בעוד משפחה בגואנגג'ואו ציינה ירידה של 42% בחשבונית החשמל החודשית שלה. מתקינים בגרמניה שיבחו את התאימות של המערכת לпрוטוקולים האירופיים של הרשת, ומשתמש אחד ציין כי "ה־NovaGuard S5 מתמזגת ללא בעיות עם התקנות הסולאריות הקיימות שלנו, ומצמצמת את זמן ההפעלה הראשונית שלנו ב־20%.
השפעת התעשייה והנתיב לעתיד
ה- NovaGuard S5 כבר זכה להכרה מצד מומחים בתעשייה. "היכולת של Zsen Risun לשלב חדשנות בחומרים, הנדסת חום ובינה מלאכותית למוצר אחד היא מהפכנית", אמר ג'יימס אוקונור, אנליסט בכיר ב-Wood Mackenzie. "המערכת הזו פותרת את המחסומים הגדולים ביותר לאמצה של מערכות אחסון ביתי, וצופים שהיא תשתלט על 8–10% משוק אירופה עד שנת 2026."
כדי לבנות על התנופה הזו, Zsen Risun מתכננת:
להרחיב את מרכז המחקר והפיתוח בסוצ'ו ב-40% בשנת 2025 כדי להאיץ את פיתוח סוללות מצב מוצק
לשגר תוכנית אחריות של 10 שנים עבור ה- NovaGuard S5, הארכה הארוכה ביותר בתעשייה
לשתף פעולה עם מתקיני פאנלים שמש באירופה כדי לארוז את המערכת יחד עם פאנלים לשיפ roofs, ולמרוץ בכך את קצב האימוץ שלה
להשקיע 50 מיליון דולר במתקן ייצור חדש בהונגריה כדי לשרת את השוק האירופאי, ובכך לקצר את זמני המסירה ב-60%
כשהעולם מתחרה בדילוג לדי-קרבון, נובה-גארד S5 עומדת כעדות למה שאפשר כאשר מחקר ופיתוח מבוססים על צרכי המשתמש והצטיינות הנדסית. באקספו של שאנחאי, שם התייצבו מבקרים סביב הסטנד של Zsen Risun כדי לראות את המערכת בפעולה, היה ברור שהעתיד לאחסון אנרגיה ביתי כבר הגיע.
