SISTEM ENERGJIE DIELLORE GJITHÇKA NË NJË DKSESS 100KW JASHTË RRJETIT/HIBRID

Krahasimi i baterive në sistemin e ruajtjes së energjisë
Lloji i baterisë së ruajtjes së energjisë është ruajtje kimike e energjisë. Sipas llojit të baterisë së zgjedhur, ajo mund të ndahet në bateri plumbi-acidi, bateri litiumi, bateri nikeli-hidrogjeni, bateri me rrjedhje të lëngshme (bateri vanadiumi), bateri natriumi-squfuri, bateri plumb-karboni, etj.

1. Bateri plumbi acid
Bateritë e plumbit-acid përfshijnë koloidet dhe bateritë e lëngshme (të ashtuquajturat bateri të zakonshme të plumbit-acid). Këto dy lloje baterish përdoren sipas rajoneve të ndryshme. Bateria koloidale ka rezistencë të fortë ndaj të ftohtit dhe efikasiteti i saj i energjisë në punë është shumë më i mirë se ai i baterisë së lëngshme kur temperatura është nën 15 °C, dhe performanca e saj e izolimit termik është e shkëlqyer.

Bateria koloidale plumb-acid është një përmirësim i baterisë së zakonshme plumb-acid me elektrolit të lëngshëm. Elektroliti koloid përdoret për të zëvendësuar elektrolitin e acidit sulfurik, i cili është më i mirë se bateria e zakonshme për sa i përket sigurisë, kapacitetit të ruajtjes, performancës së shkarkimit dhe jetëgjatësisë së shërbimit. Bateria koloidale plumb-acid përdor elektrolit xhel dhe nuk ka lëng të lirë brenda. Nën të njëjtin vëllim, elektroliti ka kapacitet të madh, kapacitet të madh nxehtësie dhe aftësi të fortë të shpërndarjes së nxehtësisë, gjë që mund të shmangë fenomenin e ikjes termike të baterive të përgjithshme; Korozioni i pllakës së elektrodës është i dobët për shkak të përqendrimit të ulët të elektrolitit; përqendrimi është uniform dhe nuk ka shtresim të elektrolitit.

Bateria e zakonshme plumb-acid është një lloj baterie, elektroda e së cilës është bërë kryesisht nga plumbi dhe oksidi i tij, dhe elektroliti është tretësirë ​​acidi sulfurik. Në gjendjen e shkarkimit të baterisë plumb-acid, përbërësi kryesor i elektrodës pozitive është dioksidi i plumbit, dhe përbërësi kryesor i elektrodës negative është plumbi; Në gjendjen e karikimit, përbërësit kryesorë të elektrodave pozitive dhe negative janë sulfati i plumbit. Tensioni nominal i një baterie plumb-acid me një qelizë është 2.0V, i cili mund të shkarkohet në 1.5V dhe të karikohet në 2.4V; Në zbatim, gjashtë bateri plumb-acid me një qelizë përdoren shpesh në seri për të formuar një bateri plumb-acid nominale 12V, si dhe 24V, 36V, 48V, etj.

Përparësitë e tij përfshijnë kryesisht: mbyllje të sigurt, sistem lirimi ajri, mirëmbajtje të thjeshtë, jetëgjatësi të gjatë shërbimi, cilësi të qëndrueshme, besueshmëri të lartë dhe mungesë mirëmbajtjeje; Disavantazhi është se ndotja nga plumbi është e madhe dhe dendësia e energjisë është e ulët (domethënë shumë e rëndë).

2. Bateri litiumi
"Bateria e litiumit" është një lloj baterie me metal litiumi ose aliazh litiumi si material katodë dhe tretësirë ​​elektroliti jo-ujore. Ndahet në dy kategori: bateri litiumi metalike dhe bateri litium-jon.

Bateritë metalike të litiumit në përgjithësi përdorin dioksid mangani si material katode, litium metalik ose aliazh metalik të tij si material katode, dhe përdorin tretësirë ​​elektroliti jo-ujore. Bateritë me jon litium në përgjithësi përdorin okside metalike të aliazhit të litiumit si materiale katode, grafit si materiale katode dhe elektrolite jo-ujore. Bateritë me jon litium nuk përmbajnë litium metalik dhe mund të rimbushen. Bateria e litiumit që përdorim në ruajtjen e energjisë është një bateri litium-jon, e referuar si "bateri litiumi".

Bateritë e litiumit të përdorura në sistemin e ruajtjes së energjisë përfshijnë kryesisht: baterinë e fosfatit të hekurit të litiumit, baterinë ternare të litiumit dhe baterinë e manganatit të litiumit. Bateria e vetme ka tension të lartë, gamë të gjerë të temperaturave të punës, energji dhe efikasitet specifik të lartë dhe shkallë të ulët vetëshkarkimi. Siguria dhe jetëgjatësia mund të përmirësohen duke përdorur qarqe mbrojtjeje dhe barazimi. Prandaj, duke marrë parasysh avantazhet dhe disavantazhet e baterive të ndryshme, bateritë e litiumit janë bërë zgjedhja e parë për termocentralet e ruajtjes së energjisë për shkak të zinxhirit të tyre relativisht të pjekur industrial, sigurisë, besueshmërisë dhe mirëdashësisë ndaj mjedisit.

Përparësitë e saj kryesore janë: jetëgjatësia e gjatë e shërbimit, dendësia e lartë e energjisë së ruajtjes, pesha e lehtë dhe përshtatshmëria e fortë; Disavantazhet janë siguria e dobët, shpërthimi i lehtë, kostoja e lartë dhe kushtet e kufizuara të përdorimit.

Fosfat hekuri litiumi
Bateria litium-jon fosfat hekuri i referohet baterisë litium-jon që përdor fosfat litium-jon si material katode. Materialet katodike të baterive litium-jon përfshijnë kryesisht kobalat litiumi, manganat litiumi, oksid litium-nikeli, materiale ternare, fosfat litium-jon hekuri, etj. Kobalati i litiumit është materiali katodik i përdorur nga shumica e baterive litium-jon.

Fosfati i hekurit të litiumit si material për bateri litiumi u shfaq vetëm vitet e fundit. Ishte në vitin 2005 që një bateri litium-fosfat hekuri me kapacitet të madh u zhvillua në Kinë. Performanca e saj e sigurisë dhe jetëgjatësia e ciklit janë të pakrahasueshme me materialet e tjera. Jetëgjatësia e ciklit të karikimit dhe shkarkimit 1C arrin 2000 herë. Tensioni i mbingarkesës së një baterie të vetme është 30V, i cili nuk do të digjet dhe shpohet, nuk do të shpërthejë. Bateritë litium-jon me kapacitet të madh të bëra nga materiale katodë litium-fosfat hekuri janë më të lehta për t'u përdorur në seri për të përmbushur nevojat e karikimit dhe shkarkimit të shpeshtë të automjeteve elektrike.

Fosfati i hekurit të litiumit është jo-toksik, pa ndotje, i sigurt, lëndë e parë me burim të gjerë, i lirë, jetëgjatë dhe avantazhe të tjera. Është një material ideal katodik për bateritë litium-jon të gjeneratës së re. Bateria litium-fosfat hekuri ka edhe disavantazhet e saj. Për shembull, dendësia e ngjeshjes së materialit të katodës së fosfatit të hekurit të litiumit është e vogël, dhe vëllimi i baterisë litium-fosfat hekuri me kapacitet të barabartë është më i madh se bateritë litium-jon si kobalati i litiumit, kështu që nuk ka përparësi në bateritë mikro.

Për shkak të karakteristikave të natyrshme të fosfatit të hekurit të litiumit, performanca e tij në temperaturë të ulët është inferiore ndaj materialeve të tjera të katodës, siç është manganati i litiumit. Në përgjithësi, për një qelizë të vetme (vini re se është një qelizë e vetme dhe jo një bateri), performanca e matur në temperaturë të ulët e baterisë mund të jetë pak më e lartë,

Kjo lidhet me kushtet e shpërndarjes së nxehtësisë), shkalla e mbajtjes së kapacitetit të saj është rreth 60~70% në 0 ℃, 40~55% në -10 ℃ dhe 20~40% në -20 ℃. Një performancë e tillë në temperatura të ulëta padyshim nuk mund të përmbushë kërkesat e përdorimit të furnizimit me energji. Aktualisht, disa prodhues kanë përmirësuar performancën në temperatura të ulëta të fosfatit të hekurit të litiumit duke përmirësuar sistemin e elektrolitit, duke përmirësuar formulën e elektrodës pozitive, duke përmirësuar performancën e materialit dhe duke përmirësuar projektimin e strukturës së qelizës.

Bateri litiumi trefishe
Bateria ternare polimer litiumi i referohet baterisë litium, materiali i katodës së së cilës është litium-nikel-kobalt manganat (Li(NiCoMn)O2). Materiali ternar i katodës kompozite është bërë nga kripa e nikelit, kripa e kobaltit dhe kripa e manganit si lëndë të parë. Përqindja e nikelit, kobaltit dhe manganit në baterinë ternare polimer litiumi mund të rregullohet sipas nevojave aktuale. Bateria me material ternar si katodë ka siguri të lartë krahasuar me baterinë litium-kobalt, por tensioni i saj është shumë i ulët.

Përparësitë e saj kryesore janë: performancë e mirë e ciklit; Disavantazhi është se përdorimi është i kufizuar. Megjithatë, për shkak të shtrëngimit të politikave të brendshme mbi bateritë ternare të litiumit, zhvillimi i baterive ternare të litiumit tenton të ngadalësohet.

Bateri litium manganati
Bateria e manganatit të litiumit është një nga materialet më premtuese të katodës me jon litium. Krahasuar me materialet tradicionale të katodës si kobalati i litiumit, manganati i litiumit ka avantazhet e burimeve të pasura, kostos së ulët, mungesës së ndotjes, sigurisë së mirë, performancës së mirë shumëfishuese, etj. Është një material ideal katode për bateritë e energjisë. Megjithatë, performanca e tij e dobët e ciklit dhe stabiliteti elektrokimik e kufizojnë shumë industrializimin e tij. Manganati i litiumit përfshin kryesisht manganatin e litiumit me spinel dhe manganatin e litiumit me shtresa. Manganati i litiumit me spinel ka një strukturë të qëndrueshme dhe është i lehtë për t'u realizuar në prodhim industrial. Produktet e tregut të sotëm janë të gjitha të kësaj strukture. Manganati i litiumit me spinel i përket sistemit kristalor kub, grupit hapësinor Fd3m, dhe kapaciteti specifik teorik është 148mAh/g. Për shkak të strukturës së tunelit tredimensional, jonet e litiumit mund të shkëputen në mënyrë të kthyeshme nga rrjeta e spinelit pa shkaktuar shembjen e strukturës, kështu që ka performancë dhe stabilitet të shkëlqyer zmadhimi.

3. Bateri NiMH
Bateria NiMH është një lloj baterie me performancë të mirë. Substanca aktive pozitive e baterisë së nikelit dhe hidrogjenit është Ni(OH)2 (e quajtur elektrodë NiO), substanca aktive negative është hidrid metali, i quajtur edhe aliazh për ruajtjen e hidrogjenit (i quajtur elektrodë për ruajtjen e hidrogjenit), dhe elektroliti është tretësirë ​​hidroksidi kaliumi 6mol/L.

Bateria e hidridit të nikelit metalik ndahet në bateri të hidridit të nikelit metalik me tension të lartë dhe bateri të hidridit të nikelit metalik me tension të ulët.

Bateria me tension të ulët nikeli-hidrid metali ka karakteristikat e mëposhtme: (1) Tensioni i baterisë është 1.2~1.3 V, që është ekuivalent me baterinë nikeli-kadmium; (2) Dendësi e lartë energjie, më shumë se 1.5 herë më e lartë se ajo e baterisë nikeli-kadmium; (3) Ngarkim dhe shkarkim i shpejtë, performancë e mirë në temperatura të ulëta; (4) Izolueshmëri, rezistencë e fortë ndaj mbingarkesës dhe shkarkimit; (5) Nuk gjeneron kristale dendritike, të cilat mund të parandalojnë qarkun e shkurtër në bateri; (6) I sigurt dhe i besueshëm, pa ndotje të mjedisit, pa efekt memorieje, etj.

Bateria e nikelit dhe hidrogjenit me tension të lartë ka karakteristikat e mëposhtme: (1) Besueshmëri e fortë. Ka mbrojtje të mirë nga mbingarkimi dhe mbingarkimi, mund t'i rezistojë shkallës së lartë të shkarkimit të ngarkesës dhe nuk formon dendrite. Ka veti të mira specifike. Kapaciteti i saj specifik në masë është 60A · h/kg, që është 5 herë më i lartë se ai i baterisë së nikelit dhe kadmiumit. (2) Jetëgjatësi e gjatë cikli, deri në mijëra herë. (3) Izolim i plotë, më pak mirëmbajtje. (4) Performanca në temperatura të ulëta është e shkëlqyer dhe kapaciteti nuk ndryshon ndjeshëm në -10 ℃.

Përparësitë kryesore të baterive NiMH janë: dendësi e lartë energjie, shpejtësi e shpejtë karikimi dhe shkarkimi, peshë e lehtë, jetëgjatësi e gjatë shërbimi, mungesë ndotjeje mjedisore; Disavantazhet janë efekti i lehtë i memories, më shumë probleme menaxhimi dhe shkrirja e lehtë e ndarësit të vetëm të baterisë.

4. Qeliza rrjedhëse
Bateria me rrjedhje të lëngshme është një lloj i ri baterie. Bateria me rrjedhje të lëngshme është një bateri me performancë të lartë që përdor elektrolit pozitiv dhe negativ për t'u ndarë dhe qarkulluar veçmas. Ajo ka karakteristikat e kapacitetit të lartë, fushës së gjerë të aplikimit (mjedisit) dhe ciklit të gjatë. Aktualisht është një produkt i ri energjetik.

Bateria me rrjedhje të lëngshme përdoret përgjithësisht në sistemin e centralit elektrik të magazinimit të energjisë, i cili përbëhet nga njësia e pirgut, tretësira e elektrolitit dhe njësia e magazinimit dhe furnizimit me tretësirë ​​elektroliti, njësia e kontrollit dhe menaxhimit, etj. Bërthama përbëhet nga një pirg dhe një qelizë (pirgu përbëhet nga dhjetëra qeliza për reaksion oksido-reduktimi) dhe një qelizë e vetme për karikim dhe shkarkim sipas kërkesave specifike në seri, dhe struktura e saj është e ngjashme me atë të një pirgu qelizash karburanti.

Bateria me rrjedhje vanadiumi është një lloj i ri i pajisjeve të ruajtjes së energjisë dhe ruajtjes së energjisë. Ajo nuk mund të përdoret vetëm si një pajisje mbështetëse e ruajtjes së energjisë për proceset e gjenerimit të energjisë diellore dhe të erës, por mund të përdoret gjithashtu për uljen e kulmit të rrjetit elektrik për të përmirësuar stabilitetin e rrjetit elektrik dhe për të siguruar sigurinë e tij. Përparësitë e saj kryesore janë: paraqitja fleksibile, jetëgjatësia e ciklit, koha e shpejtë e reagimit dhe mungesa e emetimeve të dëmshme; Disavantazhi është se dendësia e energjisë ndryshon shumë.

5. Bateri natriumi-squfuri
Bateria e natriumit-squfurit përbëhet nga një pol pozitiv, një pol negativ, një elektrolit, një diafragmë dhe një mbështjellës. Ndryshe nga bateritë sekondare të zakonshme (bateritë e plumbit-acidit, bateritë e nikelit-kadmiumit, etj.), bateria e natriumit-squfurit përbëhet nga një elektrodë e shkrirë dhe një elektrolit i ngurtë. Substanca aktive e polit negativ është metali i shkrirë i natriumit, dhe substanca aktive e polit pozitiv është squfuri i lëngshëm dhe polisulfidi i shkrirë i natriumit. Bateria sekondare ka metal natriumi si elektrodë negative, squfur si elektrodë pozitive dhe një tub qeramik si ndarës të elektrolitit. Nën një shkallë të caktuar pune, jonet e natriumit mund të reagojnë në mënyrë të kthyeshme me squfurin përmes membranës së elektrolitit për të formuar çlirim dhe ruajtje të energjisë.

Si një lloj i ri i burimit kimik të energjisë, ky lloj baterie është zhvilluar shumë që kur u krijua. Bateria e natriumit dhe squfurit është e vogël në madhësi, e madhe në kapacitet, jetëgjatë dhe me efikasitet të lartë. Përdoret gjerësisht në ruajtjen e energjisë elektrike, siç është mbushja e pikave të larta dhe e luginës, furnizimi me energji emergjente dhe gjenerimi i energjisë nga era.

Përparësitë e saj kryesore janë si më poshtë: 1) Ka energji specifike më të lartë (domethënë, energjinë elektrike efektive për njësi mase ose njësi vëllimi të baterisë). Energjia e saj specifike teorike është 760Wh/Kg, që në fakt i ka tejkaluar 150Wh/Kg, 3-4 herë më e lartë se bateria plumb-acid. 2) Në të njëjtën kohë, mund të shkarkohet me rrymë të madhe dhe fuqi të lartë. Dendësia e rrymës së shkarkimit në përgjithësi mund të arrijë 200-300mA/cm2, dhe mund të çlirojë 3 herë më shumë energji të brendshme në një çast; 3) Efikasitet i lartë karikimi dhe shkarkimi.

Bateria e natriumit dhe squfurit ka edhe të meta. Temperatura e saj e punës është 300-350 ℃, kështu që bateria duhet të ngrohet dhe të mbahet e ngrohtë gjatë funksionimit. Megjithatë, ky problem mund të zgjidhet në mënyrë efektive duke përdorur teknologjinë e izolimit termik me vakum me performancë të lartë.

6. Bateri plumbi karboni
Bateria e plumbit me karbon është një lloj baterie kapacitive e plumbit me acid, e cila është një teknologji evoluar nga bateria tradicionale e plumbit me acid. Ajo mund të përmirësojë ndjeshëm jetëgjatësinë e baterisë së plumbit me acid duke shtuar karbon aktiv në polin negativ të baterisë.

Bateria e plumbit me karbon është një lloj i ri super baterie, e cila kombinon baterinë e plumbit me acid dhe super kondensatorin: jo vetëm që i jep përparësi karikimit të menjëhershëm me kapacitet të madh të super kondensatorit, por gjithashtu i jep përparësi avantazhit specifik të energjisë së baterisë së plumbit me acid, dhe ka performancë shumë të mirë karikimi dhe shkarkimi - mund të karikohet plotësisht në 90 minuta (nëse bateria e plumbit me acid karikohet dhe shkarkohet në këtë mënyrë, jeta e saj është më pak se 30 herë). Për më tepër, për shkak të shtimit të karbonit (grafenit), parandalohet fenomeni i sulfimit të elektrodës negative, gjë që përmirëson një faktor të dështimit të baterisë në të kaluarën dhe zgjat jetëgjatësinë e baterisë.

Bateria e plumbit të karbonit është një përzierje e superkondensatorit asimetrik dhe baterisë së plumbit të acidit në formën e lidhjes paralele të brendshme. Si një lloj i ri i super baterisë, bateria e plumbit të karbonit është një kombinim i teknologjive të baterisë së plumbit të acidit dhe superkondensatorit. Është një bateri e ruajtjes së energjisë me funksion të dyfishtë, si me karakteristika kapacitive ashtu edhe me karakteristika të baterisë. Prandaj, jo vetëm që i jep mundësi të plotë avantazheve të karikimit të menjëhershëm të energjisë me superkondensator me kapacitet të madh, por gjithashtu i jep mundësi të plotë avantazheve të energjisë së baterive të plumbit të acidit, të cilat mund të karikohen plotësisht brenda një ore. Ka performancë të mirë karikimi dhe shkarkimi. Për shkak të përdorimit të teknologjisë së plumbit të karbonit, performanca e baterisë së plumbit të karbonit është shumë më e lartë se ajo e baterisë tradicionale të plumbit të acidit, e cila mund të përdoret në automjete me energji të re, siç janë automjetet elektrike hibride, biçikletat elektrike dhe fusha të tjera; Mund të përdoret gjithashtu në fushën e ruajtjes së energjisë së re, siç është gjenerimi i energjisë së erës dhe ruajtja e energjisë.