Kintant klimato sąlygoms ir sparčiai plėtojantis Kinijoje švarios energijos perėjimui, „Zsen Risun Energy Technologies“ šiandien pateikė savo namų energijos kaupimo sistemą „NovaGuard S5“ 2024 metų tarptautinėje energijos kaupimo technologijų parodoje Šanghae. Šis pristatymas yra svarbus etapas įmonės tyrimų ir plėtojimo kelyje: „NovaGuard S5“ sukurtas per 12 mėnesių veikiančio kryžminio funkcionalumo kūrimo proceso ir užtikrina 25 % didesnę energijos tankį, 40 % greitesnį įkrovimą bei 15 metų tarnavimo trukmę – taip nustatant naują baterijų našumo namuose standartą. Paroda, kurios tema buvo „Žalia energijos kaupimo sistema, ateities energija“, susilaukė daugiau nei 35 000 lankytojų iš 42 šalių, todėl šiais metais ji tapo didžiausiu Azijoje energijos kaupimo srityje dirbančių specialistų susibūrimu.
Kontekstas: Lenktynės siekiant pašalinti anglies dioksido emisijas
Paroda vyksta kritinės reikšmės metu: Kinijos Nacionalinės energijos administracijos duomenimis, 2024 m. pirmąjį pusmetį namų ūkių saulės energijos ir akumuliatorių sistemų įrengimas padidėjo 98 % lyginant su praėjusiais metais, o šį augimą skatino nacionaliniai skatinamieji mechanizmai ir susirūpinimas elektros tinklo patikimumu. Tačiau daugelis namų ūkių vis dar priversti rinktis tarp sistemos kainos, tarnavimo trukmės ir saugos. Nesenai Kinijos atsinaujinančiosios energijos asociacijos atlikto tyrimo duomenimis, 62 % namų savininkų kaip pagrindinę problemą nurodo „akumuliatorių tarnavimo trukmę“, o 48 % jų nerimauja dėl didelių pradinių išlaidų.
„Namų energijos kaupikliai – tai ne tik rezervinės energijos šaltinis, bet ir decentralizuotos, anglies nešalinančios elektros tinklo pagrindas“, – sakė produkto plėtros vadovas dr. Wei Qiang įmonėje Zsen Risun per produkto pristatymą. „NovaGuard S5 yra mūsų atsakas į rinkos poreikį tokiai sistemai, kuri nepriverstų namų savininkų rinktis tarp našumo ir ramybės dėl sąžinės.“ Ši sistema, parodoma Zsen Risun 200 kvadratinių metrų parodos stende (nuotraukoje), jau gavo iš Europos ir Australijos platintojų užsakymus iš viso 21 000 vienetų, kas patvirtina jos pasaulinį patrauklumą.
NovaGuard S5 kūrimo procesas per 12 mėnesių
Zsen Risun tyrimų ir plėtros procesas, kuriant NovaGuard S5, yra puikus pavyzdys lankstaus bendradarbiavimo: integruojant medžiagų mokslą, šiluminę inžineriją ir dirbtinio intelekto valdomus bandymus, sukurtas produktas, kuris viršija pramonės standartus. Šis projektas, turėjęs kodinį pavadinimą „Project Aurora“ („Aušros projektas“), apėmė 87 inžinierius, 12 kryžminių funkcijų sprints ir daugiau nei 14 000 darbo valandų laboratorijose.
1. Etapas 1: Vartotojų centruotų reikalavimų rinkimas (2024 m. sausis–vasaris)
Projektas prasidėjo pasaulinės apklausos vykdymu, kurioje dalyvavo 3500 buitinių vartotojų ir 200 įrengėjų, nustatant tris pagrindinius skausmo taškus:
Lėti įkrovimo greičiai, ribojantys rezervinio maitinimo paruoštumą tinklo nutraukimo metu
Didelės pradinės sąnaudos lyginant su tarnavimo trukme, dėl ko atsiranda ilgos grąžinimo laikotarpio trukmės
Susirūpinimas dėl šiluminio išbėgimo rizikos, kurią dar labiau padidina aukšta temperatūra aplinkoje
Šie atsiliepimai tiesiogiai suformavo tyrimų ir plėtros kelią: komanda pirmenybę suteikė 10 000 ciklų tarnavimo trukmei, 0–80 % įkrovimui per 90 minučių ir neaktyviai šilumos valdymo sistemai, kuri pašalina triukšmingų, didelės priežiūros reikalaujančių ventiliatorių naudojimą. Norėdama patvirtinti šiuos prioritetus, komanda organizavo 12 fokusuotų grupių susitikimų Šanghae, Berlyne ir Sidnėjuje, kur namų savininkai išbandė pavyzdinius įkrovimo sąsajos įrenginius ir pateikė pastabas apie sistemos kompaktišką, ant grindų stovinčią konstrukciją.
2. Etapas 2: Medžiagų inovacijos ir elementų sudėties kūrimas (2024 m. kovas–balandis)
Zsen Risun Šučou tyrimų ir plėtros centre medžiagų mokslininkai susikoncentravo į litio-geležies-fosfato (LFP) elementų chemijos optimizavimą – tai NovaGuard S5 pagrindas. Jie sukūrė patentuotą nanosilicio kompozitinį anodą, kuris padidina energijos tankį iki 165 Wh/kg – 25 % daugiau nei standartiniai LFP elementai – vienu metu išlaikant šiluminę stabilumą, dėl kurio LFP yra saugiausia rinka esanti akumuliatorių chemija.
Komanda taip pat sukūrė kietojo elektrolito dangą, kuri sumažina vidinę varžą 18 %, leisdama 90 minučių greitąjį įkrovimą. „Išbandėme daugiau kaip 70 elektrolito sudėčių, kol atradome tą, kuri puikiai derina laidumą ir stabilumą“, paaiškino vyriausioji elementų chemikė dr. Lin Mei. „Vien tik šis pranašumas sumažino mūsų tikslinį įkrovimo laiką per pusę.“ Šios inovacijos gamybos masto padidinimui Zsen Risun bendradarbiavo su Tsinghua universiteto Medžiagų mokslų institutu, kad tobulintų dangos gamybos procesą ir sumažintų medžiagų atliekas 32 %.
3. Etapas: modulio projektavimas ir šiluminis inžinerijos darbas (2024 m. gegužė–birželis)
Viena iš pagrindinių problemų buvo šilumos, susidarančios greitai kraunant, šalinimas be aktyvaus aušinimo. Inžinerijos komanda sukūrė grafitinės putos šiluminį sąsajos sluoksnį, kuris apvynioja kiekvieną elementą ir šilumą nukreipia į modulio pagrinduje integruotą aliumininį šilumos atitraukiklį. Ši neaktyvi sistema ne tik pašalina ventiliatoriaus triukšmą ir palaikymo poreikį, bet taip pat užtikrina, kad elementų temperatūra nepasiektų 45 °C net tęsiantis 1C iškrovimui.
„Patvirtinti šį projektą atlikome 3000 valandų šiluminio ciklinimo bandymus“, – sakė vyriausiasis mechanikos inžinierius dr. Chen Hao. „Blogiausiu atveju – tiesioginė saulės šviesa 40 °C aplinkoje – mūsų moduliai niekada neviršijo 42 °C.“ NovaGuard S5 kompaktiškas, ant grindų stovintis projektas (matomas stende) taip pat buvo optimizuotas lengvam montavimui: integruota laidų tvarkymo sistema ir priekinė plokštė, kurią galima atidaryti be įrankių, kad būtų galima pasiekti BMS. Montuotojai, dalyvavę fokusuotose grupėse, šlovino šį projektą, pažymėdami, kad jis vidutiniškai sumažina vieno vieneto montavimo laiką statybvietėje 45 minutes.
4. Etapas 4: dirbtinio intelekto pagrindu veikiančios BMS kūrimas (2024 m. liepa–rugpjūtis)
Zsen Risun vidaus BMS komanda sukūrė dirbtinio intelekto pagrindu veikiančią akumuliatorių valdymo sistemą, kuri mokosi iš tikrojo naudojimo modelių, kad maksimaliai padidintų tarnavimo trukmę. BMS savybės:
Prognozuojamas elementų subalansavimas: reguliuoja įkrovos sroves, kad būtų išvengta atskirų elementų pernagrinėjimo, o tai padidina ciklų skaičių 12 %
Tinkleio integravimo algoritmai: automatiškai perjungia tarp tinklo, saulės ir akumuliatoriaus maitinimo, kad būtų sumažinti elektros sąnaudos
Realiojo laiko saugos diagnostika: stebi 24 parametrus, įskaitant įtampą, srovę ir temperatūrą, su 100 milisekundžių reakcijos laiku į nukrypimus
Lauko bandymų metu Guangdongo provincijoje BMS sistemos dėka klientų elektros sąskaitos vidutiniškai sumažėjo 38 %, pasinaudojant laiko nuo naudojimo kainomis – ši funkcija tapo viena populiariausių pardavimo argumentų Europos platintojams. Komanda taip pat integruojo debesijos pagrindu veikiančią programinės įrangos atnaujinimų sistemą, leidžiančią nuotolinius pataisymus ir našumo gerinimus be būtinybės lankytis vietose. Neseniam bandymui ši funkcija leido komandai per 72 valandas išspręsti nedidelę programinės įrangos klaidą, kuri veikė 300 lauko vienetų, visiškai nepertraukiant klientų veiklos.
5. Etapas 5: Greitintieji bandymai ir patvirtinimas (2024 m. rugsėjis–spalis)
Prieš masinę gamybą NovaGuard S5 buvo išbandyta 6 mėnesių greitintuoju senėjimo režimu, kuris modeliavo 15 metų naudojimą. Pagrindiniai bandymai apėmė:
Šiluminės nestabilumo imitavimas: elementų perkrovimas, kad būtų patikrinta pasyvioji aušinimo sistema ir liepsnoms atsparus korpusas, kurie turi suvaldyti bet kokį incidentą
Ekstremalių temperatūrų ciklinis bandymas: našumo tikrinimas nuo –20 °C iki 55 °C, kad būtų užtikrinta patikimumas sunkiomis klimatinėmis sąlygomis
Mechaniniai apkrovos bandymai: modulio numetimas iš 1,5 m aukščio ir 5G vibracijos veikimas, kad būtų patvirtinta jo ilgaamžiškumas
Sistema išlaikė visus bandymus be vieno kritinio gedimo; talpos išlaikymas po 10 000 ciklų liko virš 80 % – viršijant pramonės standartus 20 %. Nepriklausomi TÜV Rheinland tyrimai patvirtino, kad NovaGuard S5 atitinka IEC 62619 saugos standartus ir realiomis sąlygomis pasiekia 99,97 % patikimumo rodiklį.
6. Žingsnis 6: Bandomoji gamyba ir lauko bandymai (2024 m. spalis)
Bandomasis 500 vienetų paleidimas buvo įdiegtas 120 namų visoje Kinijoje, Vokietijoje ir Australijoje. Ankstyvieji atsiliepimai buvo be galo teigiami: vienas Melbourne’o namų savininkas pranešė, kad sistema maitino visą jo namą 36 valandas per neseniai įvykusią elektros tinklo nutraukimą, o šeima Guangzhou pastebėjo 42 % sumažėjimą savo mėnesinėje elektros sąskaitoje. Vokietijos montuotojai vertino sistemos suderinamumą su europiniais elektros tinklo protokolais, o vienas iš jų pažymėjo: „NovaGuard S5 be jokių problemų integruojasi su mūsų esamomis saulės energijos sistemomis, sumažindamas įdiegimo laiką 20 %.“
Pramonės poveikis ir būsimasis kelių žemėlapis
NovaGuard S5 jau pelnė pramonės ekspertų pripažinimą. „Zsen Risun gebėjimas integruoti medžiagų inovacijas, šiluminę inžineriją ir dirbtinį intelektą į vieną produktą yra žaidimo keitėjas“, – sakė James O’Connor, vyresnysis analitikas iš Wood Mackenzie. „Ši sistema sprendžia didžiausius kliūčių namų saugyklos priėmimui, o mes tikimės, kad ji užims 8–10 % Europos rinkos iki 2026 m.“
Norėdama pasinaudoti šiuo momentumu, Zsen Risun planuoja:
2025 m. išplėsti savo Suzhou tyrimų ir plėtros centrą 40 %, kad pagreitintų kietųjų akumuliatorių kūrimą
Pradėti 10 metų garantijos programą NovaGuard S5 modeliui – ilgiausią pramonėje
Suderinti veiklą su europiniais saulės energijos sistemos diegėjais, kad būtų galima komplektuoti šią sistemą su stogo saulės baterijomis ir taip skatinti jos naudojimą
Investuoti 50 mln. JAV dolerių į naują gamybos įmonę Vengrijoje, kad būtų aptarnaujama Europos rinka ir pristatymo laikas būtų sumažintas 60 %
Kai pasaulis skuba dekarbonizuotis, NovaGuard S5 yra įrodymas to, kas įmanoma, kai tyrimų ir plėtros veikla remiasi vartotojų poreikiais ir inžineriniais pasiekimais. Šanghajaus parodoje, kur dalyviai susigrūdo aplink Zsen Risun stendą, norėdami pamatyti šią sistemą veikime, buvo aišku, kad namų energijos kaupimo ateitis jau čia.
