Новое направление долговременного хранения энергии: ванадиевая проточная батарея

Новое направление долговременного хранения энергии: ванадиевая проточная батарея

Ванадиевая проточная батарея представляет собой окислительно-восстановительную батарею с ванадием в качестве среды. Его полное название Ванадиевая окислительно-восстановительная проточная батарея (VFB), который был предложен Маррией Какос из Университета Нового Южного Уэльса, Австралия, в 1985 году. Система хранения энергии с ванадиевыми батареями имеет высокую эффективность хранения энергии и может широко использоваться в системах хранения энергии на электростанциях. Он может хранить избыточную электроэнергию при низкой нагрузке и подавать электроэнергию в сеть в качестве вспомогательного источника энергии при высокой нагрузке, сокращая потери энергии.

Ванадиевые батареи могут хранить энергию в течение длительного времени. При возникновении чрезвычайной ситуации накопленный электролит можно сразу же использовать, что намного быстрее, чем у устройств аварийной генерации электроэнергии. Его можно использовать в качестве аварийного источника питания после отключения электроэнергии. Поскольку прерывистые источники энергии, такие как ветер и фотогальваника, имеют плохую стабильность выработки электроэнергии, колебания напряжения и мерцания и не могут формировать стабильный источник питания, для взаимодействия с ними необходима высокоэффективная и недорогая система хранения энергии. Ванадиевые батареи как раз отвечают этому требованию и имеют регулируемую энергию хранения, легко контролируют емкость и состояние заряда, а также гибко регулируют мощность заряда и разряда в соответствии с потребностями.

Ванадиевые батареи имеют низкую скорость саморазряда и высокую удельную энергию и могут использоваться для строительства крупномасштабных электростанций с ванадиевыми батареями, что значительно снижает потребность в установке оборудования для передачи на большие расстояния. Они имеют очень высокую экономическую эффективность и снижают угрозу безопасности, создаваемую большим количеством оборудования для передачи высокого напряжения.

Ванадиевые проточные батареи имеют следующие преимущества:
Гибкость конфигурации. Ванадиевая батарея имеет гибкую конструкцию. Выходная мощность батареи определяется размером аккумуляторной батареи. Увеличение количества отдельных ячеек и эффективной площади может увеличить мощность аккумуляторной батареи. Емкость аккумулятора определяется количеством электролита. Увеличение объема и концентрации электролита может увеличить емкость аккумулятора. Мощность и емкость можно регулировать в зависимости от размера нагрузки различных площадок и полей применения. Для крупных новых энергетических электростанций увеличение емкости накопителей энергии может снизить приведенную стоимость за киловатт-час.

Длительное время автономной работы. Ванадиевая батарея имеет число циклов более 13 000 раз и срок службы более 20 лет. Глубокая зарядка и глубокая разрядка системы не влияют на производительность аккумулятора, а глубина разряда системы (DOD) составляет ≥90%. Зарядка и разрядка при быстрой и высокой плотности тока не повредит батарею.

Высокая безопасность. Ванадиевые батареи представляют собой системы на водной основе, которые практически не требуют регулирования температуры, не взрывоопасны и не опасны для пожара, а также оснащены герметичными устройствами для предотвращения утечки электролита.

Экологически чистый. Положительные и отрицательные электролиты ванадиевых батарей не контактируют напрямую друг с другом, могут перерабатываться бесконечно и не загрязняют окружающую среду. Электроды в аккумуляторной батарее изготовлены из углеродно-графитового войлока, а биполярные пластины в основном изготовлены из графита или углеродных материалов, которые не загрязняют окружающую среду после утилизации. Другие материалы в основном представляют собой полимерные материалы и могут быть переработаны.

Низкая стоимость жизненного цикла. Ванадиевые батареи требуют больших первоначальных инвестиций, и значительную часть составляют затраты на материалы, поэтому удельные инвестиционные затраты выше, чем у литиевых батарей, но у них есть преимущество в долговечности. С точки зрения стоимости жизненного цикла, стоимость строительства ванадиевых проточных батарей намного ниже, чем у свинцово-кислотных и литий-ионных батарей.