Güneş enerji sistemlerinde en yaygın kullanılan pil türleri lityum iyon (Li-ion) ve lityum demir fosfat (LiFePO4)’tır. Her birinin enerji yoğunluğu, pil ömrü, depolama kapasitesi, deşarj oranı, güvenlik avantajları ve üretim maliyeti gibi kendine özgü avantaj ve dezavantajları vardır.
Güneş enerji sistemlerinde en yaygın kullanılan pil türleri lityum iyon (Li-ion) ve lityum demir fosfat (LiFePO4)’tır. Her birinin enerji yoğunluğu, pil ömrü, depolama kapasitesi, deşarj oranı, güvenlik avantajları ve üretim maliyeti gibi kendine özgü avantaj ve dezavantajları vardır.
Lityum iyon ve lityum demir fosfat piller arasındaki en önemli fark enerji yoğunluğu ile ilgilidir. Lityum iyon piller, aynı ağırlığa sahip lityum demir fosfat pile göre daha fazla enerji depolayabilir. Lityum iyon pil, kg başına 150-200 Wh arasında bir enerji yoğunluğuna sahipken lityum demir fosfat pilin enerji yoğunluğu 90-120 Wh aralığındadır.
Pil ömrü söz konusu olduğunda lityum demir fosfat piller, lityum iyon pilleri geride bırakır. Fosfat kimyası daha uzun bir yaşam döngüsü sunar. LiFePO4 piller, Li-ion pillerden iki ila üç kat daha fazla kullanım ömrüne sahiptir. Bunun nedeni, lityum iyon pillerin yüksek sıcaklıklarda daha kararlı çalışmasıdır. Bir lityum iyon pilin tipik ömrü 500-1.000 şarj döngüsü veya 2-3 yıldır. Lityum demir fosfat pillerin tahmini ömrü ise 1.000-3.000 şarj döngüsü veya 10 yıla kadardır.
Lityum demir fosfat piller, lityum iyon pillere göre daha güvenlidir. Lityum demir fosfat piller, mükemmel termal kararlılık performansı sunar. Fosfat katot, pilin aşırı şarjda yanmasını veya patlamasını önler. Lityum iyon pillerde ise hızlı şarj, kararsızlığa neden olabilir. Termal ve kimyasal kararsızlık, pilin kısa devre yapmasına veya yanmasına neden olabilir.
Lityum demir fosfat piller, lityum iyon pillere göre daha ucuzdur. Düşük maliyetin nedeni, kullanılan malzeme ve pilin bileşimiyle ilgilidir. Lityum iyon pillerde kullanılan kobalt, yüksek hammadde fiyatına sahiptir. Bu nedenle lityum iyon piller piyasadaki diğer pillere göre daha pahalıdır. Lityum demir fosfatta kullanılan hammaddeler ise oldukça ekonomiktir.
LiFePO4 piller, Li-ion pillerden daha yüksek deşarj oranına sahiptir. Bu da yeniden şarja ihtiyaç duymadan daha fazla deşarj edilebileceği anlamına gelir. Diğer bir deyişle aynı kapasiteye sahip lityum demir fosfat pil, lityum iyon benzerine göre daha fazla enerji sağlar.
Lityum demir fosfat pillerin çevresel etkileri lityum iyon pillere göre daha azdır. LiFePO4 piller, bakır, grafik ve demir gibi toksik olmayan ve geri dönüştürülebilir malzemelerden yapılır. Li-ion pilleri oluşturan maddeler ise biyolojik olarak parçalanamaz ve kolayca geri dönüştürülemez.
Lityum iyon ve lityum demir fosfat pillerin güçlü ve zayıf yönleri bunlardır. Pil seçimi, uygulama türüne ve kullanılan diğer ekipmanlara göre yapılmalıdır. Her iki pil de yerinde mükemmeldir.
