DKSESS 100KW WYŁĄCZONY Z SIECI/HYBRYDOWY WSZYSTKO W JEDNYM SYSTEMIE ENERGII SŁONECZNEJ

Porównanie akumulatorów w systemach magazynowania energii
Magazynowanie energii typu akumulatorowego to magazynowanie energii chemicznej.Można go 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 koloid i ciecz (tzw. zwykły akumulator kwasowo-ołowiowy).Te dwa typy baterii są używane w różnych regionach.Bateria koloidalna ma dużą odporność na zimno, a jej wydajność energetyczna jest znacznie lepsza niż w przypadku baterii płynnej, gdy temperatura jest niższa niż 15 ° C, a jej właściwości termoizolacyjne są doskonałe.

Akumulator koloidalno-kwasowo-ołowiowy stanowi ulepszenie popularnego akumulatora kwasowo-ołowiowego z ciekłym elektrolitem.Elektrolit koloidalny zastępuje elektrolit kwasu siarkowego, który jest lepszy od zwykłego akumulatora pod względem bezpieczeństwa, pojemności magazynowania, wydajności rozładowania i żywotności.W akumulatorze koloidalnym kwasowo-ołowiowym stosuje się elektrolit żelowy, w środku nie ma wolnego płynu.W tej samej objętości elektrolit ma dużą pojemność, dużą pojemność cieplną i dużą zdolność rozpraszania ciepła, co pozwala uniknąć zjawiska niekontrolowanej temperatury w zwykłych akumulatorach;Korozja płytki elektrody jest słaba ze względu na niskie stężenie elektrolitu;Stężenie jest jednolite i nie ma rozwarstwienia elektrolitu.

Zwykły akumulator kwasowo-ołowiowy to rodzaj akumulatora, którego elektroda składa się 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 naładowania głównymi składnikami elektrod dodatnich i ujemnych jest siarczan ołowiu.Napięcie nominalne jednoogniwowego akumulatora kwasowo-ołowiowego wynosi 2,0 V, który można rozładować do 1,5 V i naładować do 2,4 V;W zastosowaniu często łączy się szeregowo sześć jednoogniwowych akumulatorów kwasowo-ołowiowych, tworząc nominalny akumulator kwasowo-ołowiowy o napięciu 12 V, a także 24 V, 36 V, 48 V itd.

Jego zalety to przede wszystkim: bezpieczne uszczelnienie, system uwalniania powietrza, prosta konserwacja, długa żywotność, stabilna jakość, wysoka niezawodność i brak konserwacji;Wadą jest duże zanieczyszczenie ołowiem i niska gęstość energii (to znaczy zbyt duża).

2. Bateria litowa
„Bateria litowa” to rodzaj baterii, w której materiałem katodowym jest lit metaliczny lub stop litu i niewodny roztwór elektrolitu.Jest on podzielony na dwie kategorie: akumulator litowo-metalowy i akumulator litowo-jonowy.

Bateria litowo-metalowa zazwyczaj wykorzystuje dwutlenek manganu jako materiał katody, metaliczny lit lub jego metal stopowy jako materiał katody i wykorzystuje niewodny roztwór elektrolitu.W akumulatorach litowo-jonowych na ogół stosuje się tlenki metali ze stopów litu jako materiały katodowe, grafit jako materiały katodowe i niewodne elektrolity.Baterie litowo-jonowe nie zawierają litu metalicznego i można je ładować.Bateria litowa, której używamy do magazynowania energii, to bateria litowo-jonowa, nazywana „baterią litową”.

Baterie litowe stosowane w systemie magazynowania energii obejmują głównie: baterię litowo-żelazowo-fosforanową, trójskładnikową baterię litową i baterię litowo-manganianową.Pojedynczy akumulator charakteryzuje się wysokim napięciem, szerokim zakresem temperatur pracy, wysoką energią właściwą i wydajnością oraz niskim współczynnikiem samorozładowania.Bezpieczeństwo i żywotność można poprawić stosując obwody zabezpieczające i wyrównawcze.Dlatego też, biorąc pod uwagę zalety i wady różnych akumulatorów, akumulatory 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, wysoka gęstość energii magazynowania, niewielka waga i duże zdolności adaptacyjne;Wadami są słabe bezpieczeństwo, łatwa eksplozja, wysoki koszt i ograniczone warunki użytkowania.

Fosforan litowo-żelazowy
Bateria litowo-żelazowo-fosforanowa odnosi się do baterii litowo-jonowej wykorzystującej fosforan litowo-żelazowy jako materiał katody.Materiały katodowe akumulatorów litowo-jonowych obejmują głównie kobalian litu, manganian litu, tlenek litu i niklu, materiały trójskładnikowe, fosforan litowo-żelazowy itp. Kobalian litu jest materiałem katody stosowanym w większości akumulatorów litowo-jonowych.

Fosforan litowo-żelazowy jako materiał na akumulatory litowe pojawił się dopiero w ostatnich latach.W 2005 roku w Chinach opracowano akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy o dużej pojemności.Jego bezpieczeństwo i żywotność są nieporównywalne z innymi materiałami.Żywotność cyklu ładowania i rozładowywania 1C sięga 2000 razy.Napięcie przeładowania pojedynczego akumulatora wynosi 30 V, co nie spowoduje spalenia, a przebicie nie spowoduje eksplozji.Baterie litowo-jonowe o dużej pojemności wykonane z materiałów katodowych z 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, ma szerokie źródła pochodzenia, jest tani, ma długą żywotność i ma inne zalety.Jest idealnym materiałem katodowym do akumulatorów litowo-jonowych nowej generacji.Bateria litowo-żelazowo-fosforanowa ma również swoje wady.Na przykład gęstość ubijania materiału katody z fosforanu litowo-żelazowego jest niewielka, a objętość akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego o równej pojemności jest większa niż w przypadku akumulatorów litowo-jonowych, takich jak kobalian litu, więc nie ma on zalet w mikrobateriach.

Ze względu na nieodłączne właściwości fosforanu litowo-żelazowego jego działanie w niskich temperaturach jest gorsze od innych materiałów katodowych, takich jak manganian litu.Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku pojedynczego ogniwa (należy pamiętać, że jest to raczej pojedyncze ogniwo niż zestaw akumulatorów) zmierzona wydajność zestawu akumulatorów w niskich temperaturach może być nieco wyższa,

Jest to związane z warunkami rozpraszania ciepła), jego współczynnik utrzymania pojemności wynosi około 60 ~ 70% przy 0 ℃, 40 ~ 55% przy - 10 ℃ i 20 ~ 40% przy - 20 ℃.Tak niska temperatura oczywiście nie może spełnić wymagań użytkowych zasilacza.Obecnie niektórzy producenci poprawili działanie fosforanu litowo-żelazowego w niskich temperaturach, udoskonalając układ elektrolitów, ulepszając formułę elektrody dodatniej, poprawiając wydajność materiału i ulepszając konstrukcję struktury ogniwa.

Trójskładnikowa bateria litowa
Trójskładnikowa bateria litowo-polimerowa odnosi się do baterii litowej, której materiałem katodowym jest trójskładnikowy materiał katody litowo-niklowo-kobaltowo-manganianowej (Li (NiCoMn) O2).Trójskładnikowy kompozytowy materiał katody jest wykonany z soli niklu, soli kobaltu i soli manganu jako surowców.Udział niklu, kobaltu i manganu w trójskładnikowym akumulatorze litowo-polimerowym można dostosować do rzeczywistych potrzeb.Bateria z trójskładnikowym materiałem jako katodą ma wysokie bezpieczeństwo w porównaniu z baterią litowo-kobaltową, ale jej napięcie jest zbyt niskie.

Jego głównymi zaletami są: dobra wydajność cyklu;Wadą jest to, że użycie jest ograniczone.Jednak ze względu na zaostrzenie polityki krajowej dotyczącej trójskładnikowych baterii litowych, rozwój trójskładnikowych baterii litowych wykazuje tendencję spowalniającą.

Bateria litowo-manganianowa
Bateria litowo-manganianowa jest jednym z bardziej obiecujących materiałów katodowych litowo-jonowych.W porównaniu z tradycyjnymi materiałami katodowymi, takimi jak kobalian litu, manganian litu ma zalety: bogate zasoby, niski koszt, brak zanieczyszczeń, dobre bezpieczeństwo, dobrą wydajność mnożenia itp. Jest idealnym materiałem katodowym do akumulatorów mocy.Jednak jego słaba wydajność cykliczna 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 sześciennego układu kryształów, grupy przestrzennej Fd3m, a teoretyczna pojemność właściwa wynosi 148 mAh/g.Ze względu na trójwymiarową strukturę tunelu jony litu można odwracalnie usunąć z sieci spinelowej, nie powodując zapadnięcia się struktury, dzięki czemu charakteryzuje się doskonałą wydajnością i stabilnością powiększenia.

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

Akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe dzielą się na wysokonapięciowe akumulatory niklowo-wodorkowe i niskonapięciowe akumulatory niklowo-wodorkowe.

Niskonapięciowy akumulator niklowo-wodorkowy ma następujące właściwości: (1) Napięcie akumulatora wynosi 1,2 ~ 1,3 V, co odpowiada akumulatorowi niklowo-kadmowemu;(2) Wysoka gęstość energii, ponad 1,5 razy większa niż w przypadku baterii niklowo-kadmowej;(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 zapobiec zwarciu w akumulatorze;(6) Bezpieczny i niezawodny, brak zanieczyszczeń środowiska, brak efektu pamięci itp.

Wysokonapięciowy akumulator niklowo-wodorowy ma następujące cechy: (1) Wysoka niezawodność.Ma dobrą ochronę przed nadmiernym rozładowaniem i nadmiernym ładowaniem, może wytrzymać dużą szybkość rozładowania i nie powoduje tworzenia się dendrytów.Ma dobrą, specyficzną właściwość.Jego pojemność właściwa wynosi 60A·h/kg, czyli 5 razy więcej niż w przypadku akumulatora niklowo-kadmowego.(2) Długi cykl życia, nawet tysiące razy.(3) Całkowicie uszczelnione, mniej konserwacji.(4) Wydajność w niskich temperaturach jest doskonała, a wydajność nie zmienia się znacząco w temperaturze -10 ℃.

Główne zalety akumulatora NiMH to: wysoka gęstość energii, szybka prędkość ładowania i rozładowywania, niewielka waga, długa żywotność, brak zanieczyszczeń środowiska;Wadami są niewielki efekt pamięci, więcej problemów z zarządzaniem i łatwe topienie pojedynczego separatora baterii.

4. Komora przepływowa
Bateria przepływowa to nowy typ baterii.Akumulator przepływowy to akumulator o wysokiej wydajności, który wykorzystuje dodatni i ujemny elektrolit do oddzielnego oddzielania i cyrkulacji.Charakteryzuje się dużą wydajnością, szerokim zakresem zastosowań (środowisko) i długim cyklem życia.Jest to obecnie nowy produkt energetyczny.

Bateria przepływowa jest powszechnie stosowana w systemie elektrowni magazynującej energię, który składa się z jednostki stosu, jednostki magazynującej i dostarczającej roztwór elektrolitu i roztworu elektrolitu, jednostki sterującej i zarządzającej itp. Rdzeń składa się ze stosu i (stos jest składa się z kilkudziesięciu ogniw do reakcji utleniania i redukcji) oraz pojedynczego ogniwa do ładowania i rozładowywania według określonych wymagań w sposób szeregowy, a jego budowa przypomina stos ogniw paliwowych.

Bateria przepływowa wanadowa to nowy typ urządzeń do magazynowania energii.Może być stosowany nie tylko jako pomocnicze urządzenie do magazynowania energii w procesach wytwarzania energii słonecznej i wiatrowej, ale może być również stosowany do golenia szczytów sieci energetycznej w celu poprawy stabilności sieci energetycznej i zapewnienia bezpieczeństwa sieci energetycznej.Jego główne zalety to: elastyczny układ, długi cykl życia, szybki czas reakcji i brak szkodliwych emisji;Wadą jest to, że gęstość energii jest bardzo zróżnicowana.

5. Bateria sodowo-siarkowa
Bateria sodowo-siarkowa składa się z bieguna dodatniego, bieguna ujemnego, elektrolitu, membrany i powłoki.W przeciwieństwie do zwykłych akumulatorów wtórnych (akumulatorów kwasowo-ołowiowych, akumulatorów niklowo-kadmowych itp.), akumulator sodowo-siarkowy składa się ze stopionej elektrody i stałego elektrolitu.Substancją czynną bieguna ujemnego jest stopiony metal sód, a substancją czynną bieguna dodatniego jest ciekła siarka i stopiony polisiarczek sodu.Bateria wtórna z metalicznym sodem jako elektrodą ujemną, siarką jako elektrodą dodatnią i rurką ceramiczną jako separatorem elektrolitu.Pod pewnym stopniem roboczym jony sodu mogą odwracalnie reagować z siarką przez membranę elektrolitu, tworząc uwalnianie i magazynowanie energii.

Jako nowy rodzaj chemicznego źródła zasilania, ten rodzaj baterii został znacznie rozwinięty od chwili jego powstania.Bateria sodowo-siarkowa ma niewielkie rozmiary, dużą pojemność, długą żywotność i wysoką wydajność.Jest szeroko stosowany w magazynowaniu energii elektrycznej, takim jak golenie 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 jednostkę objętości akumulatora).Jego teoretyczna energia właściwa wynosi 760 Wh/kg, co w rzeczywistości przekracza 150 Wh/kg, czyli 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 w jednej chwili uwolnić 3 razy większą energię wewnętrzną;3) Wysoka wydajność ładowania i rozładowywania.

Bateria sodowo-siarkowa ma również wady.Jego temperatura pracy wynosi 300-350 ℃, dlatego akumulator musi być podgrzewany i utrzymywany w cieple podczas pracy.Problem ten można jednak skutecznie rozwiązać stosując wysokowydajną technologię próżniowej izolacji termicznej.

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

Akumulator ołowiowo-węglowy to nowy typ superakumulatora, który łączy w sobie akumulator kwasowo-ołowiowy i superkondensator: nie tylko pozwala wykorzystać zalety natychmiastowego ładowania superkondensatora o dużej pojemności, ale także pozwala wykorzystać określoną energię zaletą akumulatora kwasowo-ołowiowego, a także bardzo dobrą wydajnością ładowania i rozładowywania - można go całkowicie naładować w ciągu 90 minut (przy takim ładowaniu i rozładowywaniu akumulatora kwasowo-ołowiowego jego żywotność jest mniejsza niż 30-krotność).Ponadto dzięki dodatkowi węgla (grafenu) zapobiega się zjawisku zasiarczenia elektrody ujemnej, co poprawia współczynnik awaryjności akumulatora w przeszłości i wydłuża jego żywotność.

Akumulator ołowiowo-węglowy jest mieszaniną asymetrycznego superkondensatora i akumulatora kwasowo-ołowiowego w formie wewnętrznego połączenia równoległego.Jako nowy typ superakumulatora, akumulator ołowiowo-węglowy stanowi połączenie technologii akumulatora kwasowo-ołowiowego i superkondensatora.Jest to dwufunkcyjny akumulator magazynujący energię, posiadający zarówno charakterystykę pojemnościową, jak i charakterystykę akumulatora.Dlatego nie tylko pozwala w pełni wykorzystać 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.Charakteryzuje się dobrą wydajnością ładowania i rozładowywania.Ze względu na zastosowanie technologii ołowiowo-węglowej wydajność akumulatorów ołowiowo-węglowych jest znacznie lepsza od tradycyjnych akumulatorów kwasowo-ołowiowych, które można stosować w pojazdach o nowej energii, takich jak hybrydowe pojazdy elektryczne, rowery elektryczne i inne dziedziny;Można go również zastosować w dziedzinie nowych magazynowań energii, takich jak wytwarzanie energii wiatrowej i magazynowanie energii.