На фоні прискореного переходу Китаю на чисту енергію компанія Zsen Risun Energy Technologies сьогодні представила свою домашню систему накопичення енергії NovaGuard S5 на Міжнародній виставці технологій накопичення енергії 2024 року в Шанхаї. Цей запуск стає важливою віхою у дослідницько-розробницькій роботі компанії: NovaGuard S5 створена в рамках дванадцятимісячного міждисциплінарного процесу розробки й забезпечує щільність енергії на 25 % вищу, швидкість заряджання на 40 % вищу та термін служби 15 років — встановлюючи новий стандарт продуктивності побутових акумуляторів. Темою виставки «Зелене зберігання, енергія майбутнього» було обрано екологічно чисті технології зберігання енергії; у заході взяли участь понад 35 000 осіб із 42 країн, що зробило його найбільшою у цьому році азійською конференцією для зацікавлених сторін у сфері накопичення енергії.
Контекст: Гонка за декарбонізацію
Виставка відбувається в критичний момент: згідно з даними Національного енергетичного управління Китаю, у першому півріччі 2024 року встановлення сонячних систем із накопичувачами енергії для житлових будинків зросло на 98 % порівняно з попереднім роком, що зумовлено національними стимулами та занепокоєнням щодо надійності електромереж. Проте багато домогосподарств досі стикаються з компромісами між вартістю системи, терміном її служби та безпекою. За результатами недавнього опитування Китайської асоціації відновлюваних джерел енергії, 62 % домовласників називають «тривалість служби акумуляторів» своєю головною проблемою, тоді як 48 % хвилюються через високі початкові витрати.
«Системи домашнього зберігання енергії — це не просто резервне джерело живлення; вони є основою децентралізованої, безвуглецевої енергосистеми», — заявив доктор Вей Цян, керівник відділу розробки продуктів компанії Zsen Risun, під час запуску продукту. «NovaGuard S5 — це наша відповідь на ринковий попит на систему, яка не змушує власників будинків обирати між продуктивністю та спокоєм». Систему демонстрували на виставковому стенді Zsen Risun площею 200 квадратних метрів (на фотографії), і вже отримано попередні замовлення загальним обсягом 21 000 одиниць від європейських та австралійських дистриб’юторів, що підтверджує її глобальний попит.
12-місячний шлях досліджень і розробок NovaGuard S5
Процес досліджень і розробок NovaGuard S5 у Zsen Risun є прикладом відмінної гнучкої співпраці: у ньому поєднано матеріалознавство, теплову інженерію та випробування за допомогою штучного інтелекту, щоб створити продукт, який перевершує галузеві стандарти. Проект під кодовою назвою «Проект Аврора» залучив 87 інженерів, передбачав 12 міжфункціональних спринтів і понад 14 000 годин лабораторних випробувань.
1. Етап 1: Збір вимог із орієнтацією на користувача (січень–лютий 2024 року)
Проект розпочався з глобального опитування 3500 заміських споживачів та 200 монтажників, у ході якого було виявлено три основні проблеми:
Повільні швидкості заряджання, що обмежують готовність до резервного живлення під час відключень електромережі
Високі початкові витрати порівняно з терміном служби, що призводить до тривалих періодів окупності
Стурбованість ризиком теплового розбігу, що посилюється у кліматичних умовах з високою температурою
Ці відгуки безпосередньо вплинули на дорожню карту НДД: команда надала пріоритет забезпеченню терміну служби 10 000 циклів, заряджанню від 0 до 80 % за 90 хвилин та пасивній системі теплового управління, яка усуває необхідність у шумних вентиляторах, що потребують інтенсивного технічного обслуговування. Щоб перевірити ці пріоритети, команда провела 12 фокус-груп у Шанхаї, Берліні та Сіднеї, де домовласники тестували прототипи інтерфейсів заряджання й надавали відгуки щодо компактної конструкції системи, призначеної для розміщення на підлозі.
2. Етап 2: Інновації в матеріалах та розробка формули елементів (березень–квітень 2024 року)
У дослідницькому центрі Zsen Risun у Сучжоу науковці-матеріалознавці зосередилися на оптимізації хімічного складу літій-залізо-фосфатних (LFP) елементів — основи акумулятора NovaGuard S5. Вони розробили власний нанокремнієвий композитний анод, який підвищує енергетичну щільність до 165 Вт·год/кг — на 25 % вище, ніж у стандартних LFP-елементів, — зберігаючи при цьому термічну стабільність, завдяки якій LFP є найбезпечнішою акумуляторною хімією на ринку.
Команда також розробила покриття твердого електроліту, яке зменшує внутрішній опір на 18 %, забезпечуючи можливість швидкого заряджання за 90 хвилин. «Ми протестували понад 70 формул електролітів, перш ніж вибрати ту, що найкраще поєднує провідність і стабільність», — пояснила доктор Лінь Мей, провідний хімік-елементник. «Саме цей прорив скоротив наш час заряджання вдвічі». Щоб масштабувати цю інновацію, Zsen Risun уклала партнерство з Інститутом матеріалознавства Університету Цінхуа для вдосконалення технологічного процесу нанесення покриття, що зменшило відходи матеріалів на 32 %.
3. Етап 3: проектування модулів та теплове інженерне забезпечення (травень–червень 2024 р.)
Одним із ключових завдань було відведення тепла, що виділяється під час швидкого заряджання, без застосування активного охолодження. Інженерна команда розробила теплопровідний шар із графітової піни, який обгортає кожну елементарну ланку й відводить тепло до алюмінієвого радіатора, інтегрованого в основу модуля. Ця пасивна система не лише усуває шум вентиляторів та потребу в технічному обслуговуванні, а й забезпечує підтримання температури елементарних ланок нижче 45 °C навіть під час безперервного розряду зі струмом 1C.
«Ми провели 3000 годин термічних циклічних випробувань, щоб підтвердити цей дизайн», — заявив доктор Чень Хао, провідний інженер-механік. «У найгіршому сценарії — під прямими сонячними променями в середовищі з температурою 40 °C — температура наших модулів ніколи не перевищувала 42 °C». Компактна конструкція NovaGuard S5, що встановлюється на підлозі (видима на стенді виставки), також була оптимізована для простоти монтажу: вона має вбудоване кабельне менеджмент-рішення та передню панель без потреби у спеціальному інструменті для доступу до системи управління акумуляторами (BMS). Монтажники, які взяли участь у фокус-групах, похвалили цей дизайн, зазначивши, що він скорочує час налаштування на об’єкті в середньому на 45 хвилин на одиницю.
4. Етап 4: Розробка системи управління акумуляторами (BMS) на основі штучного інтелекту (липень–серпень 2024 р.)
Власна команда Zsen Risun з розробки BMS створила систему управління акумуляторами, що працює на основі штучного інтелекту й навчається на реальних патернах експлуатації, щоб максимально продовжити термін служби акумуляторів. Функції BMS:
Прогностичне балансування елементів: регулює струми заряджання, щоб запобігти надмірному навантаженню окремих елементів, збільшуючи таким чином кількість циклів заряд-розряд на 12 %
Алгоритми інтеграції з електромережею: автоматично перемикаються між електромережею, сонячною енергією та живленням від акумулятора для мінімізації витрат на електроенергію
Діагностика безпеки в реальному часі: контролює 24 параметри, у тому числі напругу, струм і температуру, з часом реакції на аномалії 100 мілісекунд
Під час польових випробувань у провінції Гуандун система управління акумулятором (BMS) знизила рахунки клієнтів за електроенергію в середньому на 38 % за рахунок використання сигналів тарифів, що залежать від часу доби — ця функція стала одним із головних торгових аргументів для європейських дистриб’юторів. Команда також інтегрувала хмарну систему оновлення прошивки, що дозволяє вносити виправлення та покращувати продуктивність віддалено, без необхідності виїзду на місце. Під час останнього випробування ця функція дозволила команді усунути незначну програмну помилку, яка вплинула на 300 одиниць у експлуатації, протягом 72 годин без будь-яких простоїв у роботі клієнтів.
5. Етап 5: Прискорене тестування та валідація (вересень–жовтень 2024 р.)
Перед масовим виробництвом NovaGuard S5 пройшов шестимісячну програму прискореного старіння, що моделювала 15 років експлуатації. До ключових випробувань увійшли:
Моделювання теплового розбіжного процесу: перевищення заряду елемента для перевірки того, що пасивна система охолодження та вогнестійке корпусування здатні локалізувати будь-яку інцидентну ситуацію
Циклічне випробування при екстремальних температурах: тестування продуктивності в діапазоні від −20 °C до 55 °C для забезпечення надійності в умовах жорсткого клімату
Механічні випробування на стійкість до навантажень: скидання модуля з висоти 1,5 метра та піддання його вібрації з прискоренням 5G для підтвердження його міцності
Система успішно пройшла всі випробування без жодного критичного збою; збереження ємності залишилося вищим за 80 % після 10 000 циклів — що перевищує галузеві стандарти на 20 %. Незалежне випробування, проведене TÜV Rheinland, підтвердило, що NovaGuard S5 відповідає стандарту безпеки IEC 62619 і має рейтинг надійності 99,97 % в умовах реального використання.
6. Етап 6: Пілотне виробництво та польові випробування (жовтень 2024 р.)
Пілотний запуск у кількості 500 одиниць було здійснено в 120 домогосподарствах по всій Китаю, Німеччині та Австралії. Перші відгуки були переважно позитивними: власник будинку в Мельбурні повідомив, що система забезпечила електроенергією весь його будинок протягом 36 годин під час останнього відключення від мережі, тоді як сім’я в Гуанчжоу відзначила зниження щомісячного рахунку за електроенергію на 42 %. Монтажники в Німеччині високо оцінили сумісність системи з європейськими протоколами електромережі; один із них зазначив: «NovaGuard S5 інтегрується бездоганно з нашими існуючими сонячними установками, скорочуючи час введення в експлуатацію на 20 %».
Вплив на галузь та майбутній план розвитку
NovaGuard S5 вже отримав визнання від експертів галузі. «Здатність Zsen Risun інтегрувати інновації в матеріалах, теплову інженерію та штучний інтелект у єдиному продукті є революційною», — заявив Джеймс О’Коннор, старший аналітик компанії Wood Mackenzie. «Ця система подолує найбільші бар’єри для впровадження систем зберігання енергії в житлових будинках, і ми очікуємо, що до 2026 року вона займе 8–10 % європейського ринку».
Щоб підтримати цей імпульс, Zsen Risun планує:
Розширити свій дослідницько-розробничий центр у Сучжоу на 40 % у 2025 році, щоб прискорити розробку твердотільних акумуляторів
Запровадити 10-річну програму гарантії на NovaGuard S5 — найдовшу в галузі
Укласти партнерські угоди з європейськими компаніями, що встановлюють сонячні панелі, для комплексного постачання системи разом із даховими панелями, що сприятиме подальшому поширенню
Інвестувати 50 млн дол. США в новий виробничий комплекс у Угорщині для обслуговування європейського ринку, скоротивши терміни доставки на 60 %
У той час як світ рухається з усіх сил до декарбонізації, NovaGuard S5 є свідченням того, що можливо, коли дослідження та розробки ґрунтуються на потребах користувачів і інженерній досконалості. На виставці в Шанхаї, де відвідувачі стовпилися навколо стенду Zsen Risun, щоб побачити систему в дії, стало зрозуміло, що майбутнє домашнього зберігання енергії вже настало.
