DKSESS 100KW POZA SIECIĄ/HYBRYDOWY SYSTEM ENERGII SŁONECZNEJ ALL-IN-ONE

Porównanie baterii w systemie magazynowania energii
Magazynowanie energii typu baterii to magazynowanie energii chemicznej. Można je podzielić na akumulator kwasowo-ołowiowy, akumulator litowy, akumulator niklowo-wodorowy, akumulator przepływowy (akumulator wanadowy), akumulator sodowo-siarkowy, akumulator ołowiowo-węglowy itp. w zależności od wybranego typu akumulatora.

1. Akumulator kwasowo-ołowiowy
Akumulatory kwasowo-ołowiowe obejmują akumulatory koloidalne i ciekłe (tzw. zwykłe akumulatory kwasowo-ołowiowe). Te dwa rodzaje akumulatorów są używane w różnych regionach. Akumulator koloidalny ma dużą odporność na zimno, a jego wydajność energetyczna jest znacznie lepsza niż akumulatora ciekłego, gdy temperatura jest poniżej 15 °C, a jego właściwości izolacji cieplnej są doskonałe.

Akumulator kwasowo-ołowiowy koloidalny to ulepszenie typowego akumulatora kwasowo-ołowiowego z ciekłym elektrolitem. Elektrolit koloidalny jest stosowany w celu zastąpienia elektrolitu kwasu siarkowego, który jest lepszy od typowego akumulatora pod względem bezpieczeństwa, pojemności magazynowej, wydajności rozładowania i żywotności. Akumulator kwasowo-ołowiowy koloidalny przyjmuje elektrolit żelowy i nie ma w nim wolnej cieczy. Przy tej samej objętości elektrolit ma dużą pojemność, dużą pojemność cieplną i silną zdolność rozpraszania ciepła, co może zapobiec zjawisku niekontrolowanego wzrostu temperatury w zwykłych akumulatorach; Korozja płyty elektrody jest słaba z powodu niskiego stężenia elektrolitu; Stężenie jest jednorodne i nie występuje rozwarstwienie elektrolitu.

Zwykły akumulator kwasowo-ołowiowy to rodzaj akumulatora, którego elektroda jest wykonana głównie z ołowiu i jego tlenku, a elektrolitem jest roztwór kwasu siarkowego. W stanie rozładowania akumulatora kwasowo-ołowiowego głównym składnikiem elektrody dodatniej jest dwutlenek ołowiu, a głównym składnikiem elektrody ujemnej jest ołów; W stanie ładowania głównymi składnikami elektrod dodatnich i ujemnych jest siarczan ołowiu. Napięcie znamionowe jednoogniwowego akumulatora kwasowo-ołowiowego wynosi 2,0 V, które można rozładować do 1,5 V i naładować do 2,4 V; W zastosowaniu sześć jednoogniwowych akumulatorów kwasowo-ołowiowych jest często używanych szeregowo, aby utworzyć nominalny akumulator kwasowo-ołowiowy 12 V, a także 24 V, 36 V, 48 V itp.

Do jego głównych zalet zalicza się: bezpieczne uszczelnienie, system uwalniania powietrza, prostą konserwację, długą żywotność, stabilną jakość, wysoką niezawodność i brak konieczności konserwacji; wadą jest duże zanieczyszczenie ołowiem i niska gęstość energii (czyli zbyt duża).

2. Bateria litowa
„Bateria litowa” to rodzaj baterii z litem metalicznym lub stopem litu jako materiałem katodowym i niewodnym roztworem elektrolitu. Dzieli się na dwie kategorie: bateria litowo-metalowa i bateria litowo-jonowa.

Akumulator litowo-metalowy zazwyczaj wykorzystuje dwutlenek manganu jako materiał katodowy, metaliczny lit lub jego stop jako materiał katodowy i wykorzystuje niewodny roztwór elektrolitu. Akumulatory litowo-jonowe zazwyczaj wykorzystują tlenki metali stopowych litu jako materiały katodowe, grafit jako materiały katodowe i niewodne elektrolity. Akumulatory litowo-jonowe nie zawierają metalicznego litu i można je ładować. Akumulator litowy, którego używamy do magazynowania energii, jest akumulatorem litowo-jonowym, zwanym „akumulatorem litowym”.

Baterie litowe używane w systemie magazynowania energii obejmują głównie: baterie litowo-żelazowo-fosforanowe, baterie litowo-trójskładnikowe i baterie litowo-manganowe. Pojedyncza bateria ma wysokie napięcie, szeroki zakres temperatur roboczych, wysoką energię właściwą i wydajność oraz niski współczynnik samorozładowania. Bezpieczeństwo i żywotność można poprawić, stosując obwody zabezpieczające i wyrównawcze. Dlatego też, biorąc pod uwagę zalety i wady różnych baterii, baterie litowe stały się pierwszym wyborem dla elektrowni magazynujących energię ze względu na ich stosunkowo dojrzały łańcuch przemysłowy, bezpieczeństwo, niezawodność i przyjazność dla środowiska.

Jego głównymi zaletami są: długa żywotność, duża gęstość zgromadzonej energii, lekkość i duża adaptowalność; wadami są niski poziom bezpieczeństwa, łatwość wybuchu, wysoki koszt i ograniczone warunki użytkowania.

Fosforan litu i żelaza
Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy odnosi się do akumulatora litowo-jonowego, w którym materiałem katody jest fosforan litowo-żelazowy. Materiały katodowe akumulatorów litowo-jonowych obejmują głównie kobalian litu, manganian litu, tlenek niklu litu, materiały trójskładnikowe, fosforan litowo-żelazowy itp. Kobalian litu jest materiałem katody używanym w większości akumulatorów litowo-jonowych.

Fosforan litowo-żelazowy jako materiał na baterie litowe pojawił się dopiero w ostatnich latach. W 2005 roku w Chinach opracowano baterię litowo-żelazowo-fosforanową o dużej pojemności. Jej parametry bezpieczeństwa i cykl życia są nieporównywalne z innymi materiałami. Cykl życia ładowania i rozładowywania 1C sięga 2000 razy. Napięcie przeładowania pojedynczej baterii wynosi 30 V, co nie spowoduje jej spalenia, a przebicie nie spowoduje eksplozji. Baterie litowo-jonowe o dużej pojemności wykonane z materiałów katodowych fosforanu litowo-żelazowego są łatwiejsze do stosowania szeregowego, aby sprostać potrzebom częstego ładowania i rozładowywania pojazdów elektrycznych.

Fosforan litowo-żelazowy jest nietoksyczny, wolny od zanieczyszczeń, bezpieczny, szeroko pozyskiwany jako surowiec, tani, o długiej żywotności i innych zaletach. Jest idealnym materiałem katodowym dla baterii litowo-jonowych nowej generacji. Bateria litowo-żelazowo-fosforanowa ma również swoje wady. Na przykład gęstość ubijania materiału katodowego fosforanu litowo-żelazowego jest mała, a objętość baterii litowo-żelazowo-fosforanowej o tej samej pojemności jest większa niż baterii litowo-jonowych, takich jak kobalian litu, więc nie ma żadnych zalet w mikro bateriach.

Ze względu na wrodzone właściwości fosforanu litu i żelaza jego wydajność w niskich temperaturach jest gorsza od innych materiałów katodowych, takich jak manganian litu. Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku pojedynczej celi (należy zauważyć, że jest to pojedyncza cela, a nie akumulator) zmierzona wydajność akumulatora w niskich temperaturach może być nieznacznie wyższa,

Jest to związane z warunkami rozpraszania ciepła), jego współczynnik retencji pojemności wynosi około 60~70% przy 0 ℃, 40~55% przy -10 ℃ i 20~40% przy -20 ℃. Tak niska temperatura pracy oczywiście nie może spełnić wymagań dotyczących zasilania. Obecnie niektórzy producenci poprawili niską temperaturę pracy fosforanu litu i żelaza poprzez ulepszenie układu elektrolitu, ulepszenie formuły dodatniej elektrody, ulepszenie wydajności materiału i ulepszenie konstrukcji struktury ogniwa.

Bateria litowa trójskładnikowa
Akumulator litowo-polimerowy trójskładnikowy odnosi się do akumulatora litowego, którego materiałem katody jest materiał katody trójskładnikowej litowo-niklowo-kobaltowo-manganowej (Li (NiCoMn) O2). Materiał katody trójskładnikowej kompozytowej jest wykonany z soli niklu, soli kobaltu i soli manganu jako surowców. Proporcje niklu, kobaltu i manganu w akumulatorze litowo-polimerowym trójskładnikowym można dostosować do rzeczywistych potrzeb. Akumulator z materiałem trójskładnikowym jako katodą ma wysokie bezpieczeństwo w porównaniu z akumulatorem litowo-kobaltowym, ale jego napięcie jest zbyt niskie.

Jego główne zalety to: dobra wydajność cyklu; Wadą jest to, że jego zastosowanie jest ograniczone. Jednak ze względu na zaostrzenie krajowych polityk dotyczących baterii litowych trójskładnikowych, rozwój baterii litowych trójskładnikowych ma tendencję do spowalniania.

Bateria litowo-manganowa
Bateria litowo-manganowa jest jednym z bardziej obiecujących materiałów katodowych litowo-jonowych. W porównaniu z tradycyjnymi materiałami katodowymi, takimi jak kobalian litu, manganian litu ma zalety bogatych zasobów, niskich kosztów, braku zanieczyszczeń, dobrego bezpieczeństwa, dobrej wydajności mnożenia itp. Jest to idealny materiał katodowy do akumulatorów energetycznych. Jednak jego słaba wydajność cyklu i stabilność elektrochemiczna znacznie ograniczają jego industrializację. Manganian litu obejmuje głównie spinelowy manganian litu i warstwowy manganian litu. Spinelowy manganian litu ma stabilną strukturę i jest łatwy do realizacji w produkcji przemysłowej. Wszystkie dzisiejsze produkty rynkowe mają tę strukturę. Spinelowy manganian litu należy do układu krystalicznego sześciennego, grupy przestrzennej Fd3m, a teoretyczna pojemność właściwa wynosi 148 mAh/g. Ze względu na trójwymiarową strukturę tunelową jony litu można odwracalnie odłączyć od sieci spinelu bez powodowania zapadnięcia się struktury, dzięki czemu ma on doskonałe parametry powiększenia i stabilność.

3. Akumulator NiMH
Akumulator NiMH to rodzaj akumulatora o dobrej wydajności. Dodatnią substancją czynną akumulatora niklowo-wodorowego jest Ni (OH) 2 (nazywany elektrodą NiO), ujemną substancją czynną jest wodorek metalu, zwany również stopem magazynującym wodór (nazywany elektrodą magazynującą wodór), a elektrolitem jest roztwór wodorotlenku potasu o stężeniu 6 mol/l.

Akumulator niklowo-wodorkowy dzieli się na akumulator niklowo-wodorkowy wysokiego napięcia i akumulator niklowo-wodorkowy niskiego napięcia.

Niskonapięciowy akumulator niklowo-wodorkowy ma następujące cechy: (1) Napięcie akumulatora wynosi 1,2~1,3 V, co odpowiada napięciu akumulatora niklowo-kadmowego; (2) Wysoka gęstość energii, ponad 1,5 razy większa niż w akumulatorze niklowo-kadmowym; (3) Szybkie ładowanie i rozładowywanie, dobra wydajność w niskich temperaturach; (4) Możliwość uszczelnienia, duża odporność na przeładowanie i rozładowanie; (5) Brak wytwarzania kryształów dendrytycznych, co może zapobiegać zwarciom w akumulatorze; (6) Bezpieczny i niezawodny, nie zanieczyszcza środowiska, nie powoduje efektu pamięci itp.

Akumulator niklowo-wodorowy wysokiego napięcia ma następujące cechy: (1) Wysoka niezawodność. Posiada dobrą ochronę przed nadmiernym rozładowaniem i przeładowaniem, wytrzymuje wysoki współczynnik rozładowania i nie tworzy dendrytów. Ma dobre właściwości specyficzne. Jego pojemność właściwa wynosi 60 A · h/kg, co stanowi 5-krotność pojemności akumulatora niklowo-kadmowego. (2) Długi cykl życia, do tysięcy razy. (3) Całkowicie uszczelniony, mniej konserwacji. (4) Wydajność w niskich temperaturach jest doskonała, a pojemność nie zmienia się znacząco w temperaturze - 10 ℃.

Głównymi zaletami akumulatorów NiMH są: duża gęstość energii, szybkie ładowanie i rozładowywanie, niewielka waga, długa żywotność, brak zanieczyszczenia środowiska; wadami są niewielki efekt pamięci, więcej problemów z zarządzaniem i łatwość formowania pojedynczego separatora baterii.

4. Komórka przepływowa
Akumulator przepływowy to nowy typ akumulatora. Akumulator przepływowy to akumulator o wysokiej wydajności, który wykorzystuje dodatni i ujemny elektrolit do oddzielnego rozdzielania i cyrkulacji. Charakteryzuje się dużą pojemnością, szerokim polem zastosowania (środowisko) i długim cyklem życia. Obecnie jest to nowy produkt energetyczny.

Akumulator przepływowy jest powszechnie stosowany w elektrowniach magazynujących energię, które składają się z jednostki stosu, jednostki magazynowania i dostarczania roztworu elektrolitu, jednostki sterowania i zarządzania itp. Rdzeń składa się ze stosu (stos składa się z kilkudziesięciu ogniw do reakcji utleniania-redukcji) i pojedynczego ogniwa do ładowania i rozładowywania zgodnie ze szczególnymi wymaganiami w szeregu, a jego struktura jest podobna do struktury stosu ogniw paliwowych.

Akumulator przepływowy wanadowy to nowy typ magazynowania energii i urządzeń do magazynowania energii. Może być stosowany nie tylko jako wspomagające urządzenie do magazynowania energii w procesach wytwarzania energii słonecznej i wiatrowej, ale także do ścinania szczytów sieci energetycznej w celu poprawy stabilności sieci energetycznej i zapewnienia bezpieczeństwa sieci energetycznej. Jego główne zalety to: elastyczny układ, długi cykl życia, szybkie czasy reakcji i brak szkodliwych emisji; Wadą jest to, że gęstość energii znacznie się różni.

5. Bateria sodowo-siarkowa
Akumulator sodowo-siarkowy składa się z bieguna dodatniego, bieguna ujemnego, elektrolitu, membrany i powłoki. W przeciwieństwie do zwykłych akumulatorów wtórnych (akumulatory kwasowo-ołowiowe, akumulatory niklowo-kadmowe itp.), akumulator sodowo-siarkowy składa się z roztopionej elektrody i stałego elektrolitu. Substancją czynną bieguna ujemnego jest roztopiony metaliczny sód, a substancją czynną bieguna dodatniego jest ciekła siarka i roztopiony polisulfid sodu. Akumulator wtórny z metalicznym sodem jako elektrodą ujemną, siarką jako elektrodą dodatnią i rurką ceramiczną jako separatorem elektrolitu. Pod pewnym stopniem roboczym jony sodu mogą reagować odwracalnie z siarką przez membranę elektrolitu, tworząc uwalnianie i magazynowanie energii.

Jako nowy typ chemicznego źródła zasilania, ten rodzaj baterii został znacznie rozwinięty od czasu jego powstania. Bateria sodowo-siarkowa jest mała pod względem rozmiaru, duża pod względem pojemności, długa w eksploatacji i wysoka pod względem wydajności. Jest szeroko stosowana w magazynowaniu energii elektrycznej, takim jak ścinanie szczytów i wypełnianie dolin, zasilanie awaryjne i wytwarzanie energii wiatrowej.

Jego główne zalety są następujące: 1) Ma wyższą energię właściwą (tj. efektywną energię elektryczną na jednostkę masy lub objętość akumulatora). Jego teoretyczna energia właściwa wynosi 760 Wh/kg, co w rzeczywistości przekroczyło 150 Wh/kg, 3-4 razy więcej niż w przypadku akumulatora kwasowo-ołowiowego. 2) Jednocześnie może rozładowywać się dużym prądem i dużą mocą. Gęstość prądu rozładowania może na ogół osiągnąć 200-300 mA/cm2 i może uwolnić 3 razy więcej swojej energii w jednej chwili; 3) Wysoka wydajność ładowania i rozładowywania.

Akumulator sodowo-siarkowy ma również wady. Jego temperatura robocza wynosi 300-350 ℃, więc akumulator musi być podgrzewany i utrzymywany w cieple podczas pracy. Jednak ten problem można skutecznie rozwiązać, stosując technologię izolacji termicznej próżniowej o wysokiej wydajności.

6. Akumulator węglowo-ołowiowy
Akumulator ołowiowo-węglowy to rodzaj pojemnościowego akumulatora kwasowo-ołowiowego, który jest technologią rozwiniętą z tradycyjnego akumulatora kwasowo-ołowiowego. Może on znacznie wydłużyć żywotność akumulatora kwasowo-ołowiowego poprzez dodanie węgla aktywnego do bieguna ujemnego akumulatora.

Akumulator ołowiowo-węglowy to nowy typ superakumulatora, który łączy akumulator kwasowo-ołowiowy i superkondensator: nie tylko wykorzystuje zalety natychmiastowego ładowania dużej pojemności superkondensatora, ale także wykorzystuje szczególną zaletę energetyczną akumulatora kwasowo-ołowiowego i ma bardzo dobre parametry ładowania i rozładowywania - można go w pełni naładować w ciągu 90 minut (jeśli akumulator kwasowo-ołowiowy jest ładowany i rozładowywany w ten sposób, jego żywotność jest mniejsza niż 30 razy). Ponadto, dzięki dodatkowi węgla (grafenu), zapobiega się zjawisku zasiarczenia elektrody ujemnej, co poprawia współczynnik awarii akumulatora w przeszłości i wydłuża jego żywotność.

Akumulator ołowiowo-węglowy to mieszanka asymetrycznego superkondensatora i akumulatora kwasowo-ołowiowego w formie wewnętrznego połączenia równoległego. Jako nowy typ superakumulatora, akumulator ołowiowo-węglowy to połączenie technologii akumulatora kwasowo-ołowiowego i superkondensatora. Jest to dwufunkcyjny akumulator magazynujący energię, zarówno o charakterystyce pojemnościowej, jak i akumulatorowej. Dlatego nie tylko w pełni wykorzystuje zalety natychmiastowego ładowania superkondensatora o dużej pojemności, ale także w pełni wykorzystuje zalety energetyczne akumulatorów kwasowo-ołowiowych, które można w pełni naładować w ciągu godziny. Ma dobrą wydajność ładowania i rozładowywania. Dzięki zastosowaniu technologii ołowiowo-węglowej wydajność akumulatora ołowiowo-węglowego jest znacznie lepsza od wydajności tradycyjnego akumulatora kwasowo-ołowiowego, który może być stosowany w pojazdach o nowej energii, takich jak hybrydowe pojazdy elektryczne, rowery elektryczne i inne dziedziny; Może być również stosowany w dziedzinie nowego magazynowania energii, takiej jak wytwarzanie energii wiatrowej i magazynowanie energii.