DKSESS 100KW OFF GRID/HYBRID УСЕ Ў АДНЫМ СОНЕЧНАЙ ЭЛЕКТРАСІСТЭМЕ

Параўнанне батарэй у сістэме захоўвання энергіі
Назапашвальнік энергіі тыпу батарэі - гэта хімічнае назапашванне энергіі.Яго можна падзяліць на свінцова-кіслотныя акумулятары, літыевыя акумулятары, нікель-вадародныя акумулятары, вадкасныя акумулятары (ванадыевыя акумулятары), серанатрыевыя акумулятары, свінцова-вугляродныя акумулятары і г.д. у залежнасці ад тыпу абранага акумулятара.

1. Свінцова-кіслотны акумулятар
Свінцова-кіслотныя акумулятары бываюць калоідных і вадкасныя (так званы звычайны свінцова-кіслотны акумулятар).Гэтыя два тыпы акумулятараў выкарыстоўваюцца ў розных рэгіёнах.Калоідная батарэя мае моцную холадаўстойлівасць, яе эфектыўнасць працы значна лепшая, чым у вадкаснай батарэі пры тэмпературы ніжэй за 15 °C, і яе цеплаізаляцыйныя характарыстыкі выдатныя.

Калоідная свінцова-кіслотная батарэя - гэта ўдасканаленне звычайнай свінцова-кіслотнай батарэі з вадкім электралітам.Калоідны электраліт выкарыстоўваецца для замены электраліта сернай кіслаты, які лепш, чым звычайны акумулятар з пункту гледжання бяспекі, ёмістасці, характарыстык разраду і тэрміну службы.Калоідная свінцова-кіслотная батарэя выкарыстоўвае гелевы электраліт, унутры якой няма свабоднай вадкасці.Пры аднолькавым аб'ёме электраліт мае вялікую ёмістасць, вялікую цеплаёмістасць і моцную здольнасць рассейваць цяпло, што дазваляе пазбегнуць з'явы цеплавога ўцёку звычайных батарэй;Карозія электроднай пласціны слабая з-за нізкай канцэнтрацыі электраліта;Канцэнтрацыя раўнамерная і няма расслаення электраліта.

Звычайны свінцова-кіслотны акумулятар - гэта акумулятар, электрод якога ў асноўным зроблены са свінцу і яго аксіду, а электраліт - раствор сернай кіслаты.У стане разраду свінцова-кіслотнай батарэі асноўным кампанентам станоўчага электрода з'яўляецца дыяксід свінцу, а асноўным кампанентам адмоўнага электрода з'яўляецца свінец;У зараджаным стане асноўнымі кампанентамі станоўчых і адмоўных электродаў з'яўляюцца сульфат свінцу.Намінальнае напружанне аднаэлементнай свінцова-кіслотнай батарэі складае 2,0 В, якую можна разрадзіць да 1,5 В і зарадзіць да 2,4 В;У прымяненні шэсць аднаэлементных свінцова-кіслотных батарэй часта выкарыстоўваюцца паслядоўна для фарміравання свінцова-кіслотнай батарэі з намінальным напругай 12 В, а таксама 24 В, 36 В, 48 В і г.д.

Яго перавагі ў асноўным ўключаюць: бяспечную герметызацыю, сістэму выпуску паветра, простае абслугоўванне, працяглы тэрмін службы, стабільную якасць, высокую надзейнасць і не патрабуе абслугоўвання;Недахопам з'яўляецца тое, што забруджванне свінцом вялікае, а шчыльнасць энергіі нізкая (гэта значыць занадта вялікая).

2. Літыевая батарэя
«Літыевая батарэя» - гэта батарэя з металічным літыем або літыевым сплавам у якасці матэрыялу катода і неводным растворам электраліта.Ён падзелены на дзве катэгорыі: літый-металічная батарэя і літый-іённая батарэя.

Літый-металічная батарэя звычайна выкарыстоўвае дыяксід марганца ў якасці катоднага матэрыялу, металічны літый або яго сплаў у якасці катоднага матэрыялу і выкарыстоўвае неводны раствор электраліта.Літый-іённыя батарэі звычайна выкарыстоўваюць аксіды металаў з літыевага сплаву ў якасці катодных матэрыялаў, графіт у якасці катодных матэрыялаў і неводныя электраліты.Літый-іённыя батарэі не ўтрымліваюць металічнага літыя і могуць зараджацца.Літыевая батарэя, якую мы выкарыстоўваем для захоўвання энергіі, - гэта літый-іённая батарэя, якую называюць "літыевай батарэяй".

Літыевыя батарэі, якія выкарыстоўваюцца ў сістэме захоўвання энергіі, у асноўным ўключаюць у сябе: літый-жалеза-фасфатныя батарэі, трайныя літыевыя батарэі і літый-манганатныя батарэі.Адзіная батарэя мае высокае напружанне, шырокі дыяпазон працоўных тэмператур, высокую ўдзельную энергію і ККД, а таксама нізкую хуткасць самаразраду.Бяспеку і тэрмін службы можна палепшыць, выкарыстоўваючы схемы абароны і выраўноўвання.Такім чынам, улічваючы перавагі і недахопы розных батарэй, літыевыя батарэі сталі першым выбарам для электрастанцый, якія захоўваюць энергію, з-за іх адносна развітой прамысловай сеткі, бяспекі, надзейнасці і экалагічнасці.

Яго асноўнымі перавагамі з'яўляюцца: працяглы тэрмін службы, высокая шчыльнасць назапашвання энергіі, лёгкі вага і моцная адаптыўнасць;Недахопы - нізкая бяспека, лёгкі выбух, высокі кошт і абмежаваныя ўмовы выкарыстання.

Фасфат жалеза літый
Літый-жалеза-фасфатная батарэя адносіцца да літый-іённай батарэі з выкарыстаннем фасфату літыя-жалеза ў якасці матэрыялу катода.Катодныя матэрыялы літый-іённых акумулятараў у асноўным уключаюць кобалат літыя, манганат літыя, аксід нікеля літыя, трайныя матэрыялы, фасфат літый-жалеза і г. д. Кобалат літыя - гэта матэрыял катода, які выкарыстоўваецца ў большасці літый-іённых акумулятараў.

Фасфат літый-жалеза ў якасці матэрыялу для літыевых батарэй з'явіўся толькі ў апошнія гады.У 2005 годзе ў Кітаі была распрацавана літый-жалеза-фасфатная батарэя вялікай ёмістасці.Яго паказчыкі бяспекі і тэрмін службы непараўнальныя з іншымі матэрыяламі.Цыкл зарадкі і разрадкі 1С дасягае 2000 разоў.Напружанне перазарадкі адной батарэі складае 30 В, якая не згарыць і не выбухне пры праколе.Літый-іённыя акумулятары вялікай ёмістасці, вырабленыя з літый-жалеза-фасфатных катодных матэрыялаў, лягчэй выкарыстоўваць паслядоўна, каб задаволіць патрэбы частай зарадкі і разрадкі электрамабіляў.

Фасфат літый-жалеза не таксічны, не забруджвае навакольнае асяроддзе, бяспечны, шырока закупленая сыравіна, танны, мае доўгі тэрмін службы і мае іншыя перавагі.Гэта ідэальны катодны матэрыял для літый-іённых батарэй новага пакалення.Літый-жалеза-фасфатная батарэя таксама мае свае недахопы.Напрыклад, шчыльнасць трамбоўкі літый-жалеза-фасфатнага матэрыялу катода невялікая, а аб'ём літый-жалеза-фасфатнай батарэі роўнай ёмістасці большы, чым літый-іённыя батарэі, такія як літый-кобалат, таму ён не мае пераваг у мікрабатарэях.

Дзякуючы характэрным асаблівасцям фасфату літый-жалеза, яго характарыстыкі пры нізкіх тэмпературах саступаюць іншым матэрыялам катода, такім як манганат літыя.Увогуле, для адной ячэйкі (звярніце ўвагу, што гэта адна ячэйка, а не акумулятарная батарэя), вымераная нізкатэмпературная прадукцыйнасць акумулятарнай батарэі можа быць крыху вышэйшай,

Гэта звязана з умовамі рассейвання цяпла), яго каэфіцыент захавання ёмістасці складае каля 60~70% пры 0 ℃, 40~55% пры -10 ℃ і 20~40% пры -20 ℃.Відавочна, што такая нізкатэмпературная прадукцыйнасць не можа адпавядаць патрабаванням выкарыстання крыніцы харчавання.У цяперашні час некаторыя вытворцы палепшылі нізкатэмпературныя характарыстыкі фасфату літый-жалеза за кошт паляпшэння сістэмы электраліта, паляпшэння формулы станоўчага электрода, паляпшэння характарыстык матэрыялу і паляпшэння канструкцыі ячэйкі.

Тройная літыевая батарэя
Тройная палімерная літыевая батарэя адносіцца да літыевай батарэі, матэрыялам катода якой з'яўляецца трайны катодны матэрыял літый-нікель-кобальт манганат (Li (NiCoMn) O2).Тройны кампазітны катодны матэрыял зроблены з солі нікеля, солі кобальту і солі марганца ў якасці сыравіны.Доля нікеля, кобальту і марганца ў трохкомпонентнай палімернай літыевай батарэі можа быць скарэкціравана ў адпаведнасці з рэальнымі патрэбамі.Батарэя з трохкомпонентным матэрыялам у якасці катода мае высокую бяспеку ў параўнанні з літый-кобальтавай батарэяй, але яе напружанне занадта нізкае.

Яго асноўныя перавагі: добрая прадукцыйнасць цыклу;Недахопам з'яўляецца абмежаванасць выкарыстання.Аднак з-за ўзмацнення жорсткасці ўнутранай палітыкі ў дачыненні да трайных літыевых батарэй распрацоўка трохкомпонентных літыевых батарэй, як правіла, запавольваецца.

Літый-манганатная батарэя
Літый-манганатная батарэя - адзін з найбольш перспектыўных літый-іённых катодных матэрыялаў.У параўнанні з традыцыйнымі катоднымі матэрыяламі, такімі як кобалат літыя, манганат літыя мае такія перавагі, як багатыя рэсурсы, нізкі кошт, адсутнасць забруджвання, добрая бяспека, добрая прадукцыйнасць памнажэння і г. д. Гэта ідэальны катодны матэрыял для акумулятараў.Аднак яго нізкая прадукцыйнасць цыкла і электрахімічная стабільнасць значна абмяжоўваюць яго індустрыялізацыю.Манганат літыя ў асноўным уключае шпінель манганат літыя і слаістай манганат літыя.Шпинель марганца літыя мае стабільную структуру і лёгка рэалізаваць прамысловай вытворчасці.Сённяшнія рынкавыя прадукты - гэта ўсё.Манганат літыя шпінелі належыць да кубічнай крышталічнай сістэмы, касмічнай групы Fd3m, і тэарэтычная ўдзельная ёмістасць складае 148 мАг/г.З-за трохмернай тунэльнай структуры іёны літыя могуць быць зварачальна выключаны з рашоткі шпінелі, не выклікаючы калапсу структуры, таму ён мае выдатныя характарыстыкі павелічэння і стабільнасць.

3. NiMH акумулятар
NiMH акумулятар - гэта акумулятар з добрай прадукцыйнасцю.Станоўчым актыўным рэчывам нікель-вадароднай батарэі з'яўляецца Ni (OH) 2 (званы электродам NiO), адмоўным актыўным рэчывам з'яўляецца гідрыд металу, які таксама называюць сплавам для захоўвання вадароду (так званы электродам для захоўвання вадароду), а электралітам з'яўляецца раствор гідраксіду калію 6 моль/л. .

Нікель-металгідрыдныя батарэі падзяляюцца на высокавольтныя нікель-металгідрыдныя батарэі і нізкавольтныя нікель-металгідрыдныя батарэі.

Нізкавольтная нікель-металгідрыдная батарэя мае наступныя характарыстыкі: (1) Напружанне батарэі складае 1,2~1,3 В, што эквівалентна нікель-кадміевай батарэі;(2) Высокая шчыльнасць энергіі, больш чым у 1,5 разы больш, чым у нікель-кадміевых батарэй;(3) Хуткая зарадка і разрадка, добрыя характарыстыкі пры нізкіх тэмпературах;(4) Герметычнае, моцнае супраціўленне перазараду і разраду;(5) Няма генерацыі дендрытных крышталяў, якія могуць прадухіліць кароткае замыканне ў батарэі;(6) Бяспечны і надзейны, без забруджвання навакольнага асяроддзя, без эфекту памяці і г.д.

Высокавольтная нікель-вадародная батарэя мае наступныя характарыстыкі: (1) Высокая надзейнасць.Ён мае добрую абарону ад пераразраду і перазарадкі, можа вытрымліваць высокую хуткасць разраду зарада і не ўтварае дендрытаў.Ён валодае добрым спецыфічным уласцівасцю.Яе ўдзельная масавая ёмістасць складае 60 А·г/кг, што ў 5 разоў больш, чым у нікель-кадміевай батарэі.(2) Доўгі цыкл жыцця, да тысячы разоў.(3) Цалкам герметычны, менш абслугоўвання.(4) Прадукцыйнасць пры нізкай тэмпературы выдатная, і ёмістасць істотна не змяняецца пры -10 ℃.

Асноўныя перавагі NiMH акумулятара: высокая шчыльнасць энергіі, хуткая хуткасць зарадкі і разрадкі, малы вага, працяглы тэрмін службы, адсутнасць забруджвання навакольнага асяроддзя;Недахопамі з'яўляюцца невялікі эфект памяці, больш праблем з кіраваннем і лёгкае расплаўленне аднаго батарэйнага сепаратара.

4. Праточная ячэйка
Вадкасны акумулятар - гэта новы тып акумулятара.Вадкасны акумулятар - гэта высокапрадукцыйны акумулятар, які выкарыстоўвае станоўчы і адмоўны электраліт для падзелу і асобнай цыркуляцыі.Ён мае характарыстыкі высокай ёмістасці, шырокай вобласці прымянення (навакольнае асяроддзе) і доўгага тэрміну службы.На сённяшні дзень гэта новы энергетычны прадукт.

Вадкасны акумулятар звычайна выкарыстоўваецца ў сістэме назапашвальніка энергіі электрастанцыі, якая складаецца з блока стэка, раствора электраліта і блока захоўвання і падачы раствора электраліта, блока кантролю і кіравання і г.д. Ядро складаецца з стэка і (стэка) складаецца з дзесяткаў ячэек для акісляльна-аднаўленчай рэакцыі) і адной ячэйкі для серыйнай зарадкі і разрадкі ў адпаведнасці з пэўнымі патрабаваннямі, і яе структура падобная да структуры паліўных элементаў.

Ванадыевая батарэя - гэта новы тып назапашвальніка энергіі і абсталявання для захоўвання энергіі.Ён можа выкарыстоўвацца не толькі ў якасці дапаможнага назапашвальніка энергіі для працэсаў выпрацоўкі сонечнай і ветравой энергіі, але таксама можа выкарыстоўвацца для зніжэння пікавых нагрузак электрасеткі, каб палепшыць стабільнасць электрасеткі і забяспечыць бяспеку электрасеткі.Яго галоўныя перавагі: гнуткая кампаноўка, працяглы тэрмін службы, хуткі час водгуку і адсутнасць шкодных выкідаў;Недахопам з'яўляецца тое, што шчыльнасць энергіі моцна адрозніваецца.

5. Серна-натрыевая батарэя
Серна-натрыевая батарэя складаецца з станоўчага полюса, адмоўнага полюса, электраліта, дыяфрагмы і абалонкі.У адрозненне ад звычайных другасных батарэй (свінцова-кіслотных батарэй, нікель-кадміевых батарэй і г.д.), серна-натрыевая батарэя складаецца з расплаўленага электрода і цвёрдага электраліта.Дзеючае рэчыва адмоўнага полюса - расплаўлены металічны натрый, а станоўчага - вадкая сера і расплаўлены полісульфід натрыю.Другасная батарэя з металічным натрыем у якасці адмоўнага электрода, серай у якасці станоўчага электрода і керамічнай трубкай у якасці сепаратара электраліта.Пры пэўнай працоўнай ступені іёны натрыю могуць зварачальна ўступаць у рэакцыю з серай праз мембрану электраліта з адукацыяй вызвалення і захоўвання энергіі.

Як новы тып хімічнай крыніцы энергіі, гэты тып батарэі атрымаў значнае развіццё з моманту свайго з'яўлення.Серна-натрыевая батарэя мае невялікія памеры, вялікую ёмістасць, доўгі тэрмін службы і высокую эфектыўнасць.Ён шырока выкарыстоўваецца ў назапашваннях электрычнай энергіі, напрыклад, для галення пікаў і запаўнення даліны, аварыйнага электразабеспячэння і вытворчасці энергіі ветру.

Яго асноўныя перавагі наступныя: 1) Ён мае больш высокую ўдзельную энергію (г.зн. эфектыўную электрычную энергію на адзінку масы або адзінку аб'ёму батарэі).Яго тэарэтычная ўдзельная энергія складае 760 Вт·гадз/кг, што фактычна перавышае 150 Вт·гадз/кг, што ў 3-4 разы больш, чым у свінцова-кіслотнай батарэі.2) У той жа час ён можа разраджацца вялікім токам і высокай магутнасцю.Яго шчыльнасць разраднага току можа звычайна дасягаць 200-300 мА/см2, і ён можа вызваліць у 3 разы больш сваёй уласцівай энергіі за адно імгненне;3) Высокая эфектыўнасць зарадкі і разрадкі.

У серна-натрыевай батарэі ёсць і недахопы.Яго працоўная тэмпература складае 300-350 ℃, таму падчас працы акумулятар неабходна награваць і падтрымліваць у цяпле.Аднак гэтую праблему можна эфектыўна вырашыць, выкарыстоўваючы высокаэфектыўныя тэхналогіі вакуумнай цеплаізаляцыі.

6. Свінцова-вугляродны акумулятар
Свінцова-вугляродны акумулятар - гэта свайго роду ёмістны свінцова-кіслотны акумулятар, які з'яўляецца тэхналогіяй, якая развілася з традыцыйнага свінцова-кіслотнага акумулятара.Гэта можа значна павялічыць тэрмін службы свінцова-кіслотнай батарэі, дадаўшы актыўны вугаль да адмоўнага полюса батарэі.

Свінцова-вугляродны акумулятар - гэта новы тып супербатарэі, які спалучае ў сабе свінцова-кіслотны акумулятар і суперкандэнсатар: ён не толькі дае перавагу імгненнай зарадцы вялікай ёмістасці суперкандэнсатара, але таксама дае магчымасць павялічыць удзельную энергію перавага свінцова-кіслотнага акумулятара і мае вельмі добрыя характарыстыкі зарадкі і разрадкі - яго можна цалкам зарадзіць за 90 хвілін (калі свінцова-кіслотны акумулятар зараджаць і разраджаць такім чынам, яго тэрмін службы менш чым у 30 разоў).Больш за тое, з-за дадання вугляроду (графена) прадухіляецца з'ява сульфатацыі адмоўнага электрода, што паляпшае фактар ​​адмовы батарэі ў мінулым і падаўжае тэрмін службы батарэі.

Свінцова-вугляродная батарэя ўяўляе сабой сумесь асіметрычнага суперкандэнсатара і свінцова-кіслотнай батарэі ў форме ўнутранага паралельнага злучэння.Як новы тып супербатарэі, свінцова-вугляродны акумулятар з'яўляецца спалучэннем тэхналогій свінцова-кіслотнага акумулятара і суперкандэнсатара.Гэта двухфункцыянальны акумулятар энергіі з ёмістнымі характарыстыкамі і характарыстыкамі батарэі.Такім чынам, гэта не толькі дае магчымасць у поўнай меры выкарыстоўваць перавагі імгненнай зарадкі суперкандэнсатара з вялікай ёмістасцю, але і дае ў поўнай меры перавагі энергіі свінцова-кіслотных батарэй, якія можна цалкам зарадзіць за гадзіну.Ён мае добрую прадукцыйнасць зарадкі і разрадкі.Дзякуючы выкарыстанню свінцова-вугляроднай тэхналогіі прадукцыйнасць свінцова-вугляроднай батарэі значна пераўзыходзіць прадукцыйнасць традыцыйнай свінцова-кіслотнай батарэі, якую можна выкарыстоўваць у новых энергетычных транспартных сродках, такіх як гібрыдныя электрамабілі, электрычныя веласіпеды і іншых галінах;Ён таксама можа быць выкарыстаны ў галіне новых назапашвальнікаў энергіі, такіх як выпрацоўка энергіі ветрам і назапашванне энергіі.