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

Porównanie akumulatorów w systemie magazynowania energii
Magazynowanie energii typu akumulatorowego to chemiczne magazynowanie energii.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 rodzaju akumulatora.

1. Akumulator kwasowo-ołowiowy
Akumulatory kwasowo-ołowiowe obejmują koloid i płyn (tzw. zwykły akumulator kwasowo-ołowiowy).Te dwa rodzaje baterii są używane w różnych regionach.Akumulator koloidalny ma dużą odporność na zimno, a jego wydajność energetyczna podczas pracy jest znacznie lepsza niż w przypadku akumulatora ciekłego, gdy temperatura jest niższa niż 15 ° C, a jego właściwości termoizolacyjne są doskonałe.

Koloidalny akumulator kwasowo-ołowiowy jest ulepszeniem zwykłego akumulatora kwasowo-ołowiowego z ciekłym elektrolitem.Elektrolit koloidowy służy do zastąpienia elektrolitu kwasu siarkowego, który jest lepszy niż zwykła bateria pod względem bezpieczeństwa, pojemności, wydajności rozładowania i żywotności.Koloidalny akumulator kwasowo-ołowiowy przyjmuje elektrolit żelowy i nie ma w nim wolnej cieczy.W tej samej objętości elektrolit ma dużą pojemność, dużą pojemność cieplną i dużą zdolność rozpraszania ciepła, co pozwala uniknąć zjawiska niekontrolowanej temperatury w ogólnych bateriach;Korozja płytki elektrody jest słaba z powodu niskiego stężenia elektrolitu;Stężenie jest jednolite i nie występuje rozwarstwienie elektrolitów.

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 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 sześć jednoogniwowych akumulatorów kwasowo-ołowiowych jest często używanych szeregowo, tworząc akumulator kwasowo-ołowiowy o nominalnym napięciu 12 V, a także 24 V, 36 V, 48 V itp.

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

2. Bateria litowa
„Bateria litowa” to rodzaj baterii z litem metalicznym lub stopem litu jako materiałem katodowym i niewodnym roztworem elektrolitu.Jest podzielony na dwie kategorie: akumulator litowo-metalowy i akumulator litowo-jonowy.

Bateria litowo-metalowa na ogół wykorzystuje dwutlenek manganu jako materiał katodowy, metaliczny lit lub jego metal stopowy jako materiał katodowy i wykorzystuje niewodny roztwór elektrolitu.Akumulatory litowo-jonowe na ogół wykorzystują tlenki metali ze stopów litu jako materiały katodowe, grafit jako materiały katodowe i niewodne elektrolity.Baterie litowo-jonowe nie zawierają metalicznego litu 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.Pojedyncza bateria ma wysokie napięcie, szeroki zakres temperatur pracy, wysoką energię właściwą i wydajność oraz niski współczynnik samorozładowania.Bezpieczeństwo i żywotność można poprawić, stosując obwody zabezpieczające i wyrównawcze.Dlatego, 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 główne zalety to: długa żywotność, wysoka gęstość energii przechowywania, niewielka waga i duża zdolność adaptacji;Wadami są słabe bezpieczeństwo, łatwa eksplozja, wysokie koszty i ograniczone warunki użytkowania.

Fosforan litowo-żelazowy
Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy odnosi się do akumulatora litowo-jonowego wykorzystującego fosforan litowo-żelazowy jako materiał katodowy.Materiały katodowe akumulatorów litowo-jonowych obejmują głównie kobalan litu, manganian litu, tlenek litowo-niklowy, materiały trójskładnikowe, fosforan litowo-żelazowy itp. Kobalan litu jest materiałem katodowym 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 akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy o dużej pojemności.Jego bezpieczeństwo i cykl życia są nieporównywalne z innymi materiałami.Cykl życia ładowania i rozładowania 1C sięga 2000 razy.Napięcie przeładowania pojedynczego akumulatora wynosi 30 V, które nie spali się, a przebicie nie wybuchnie.Akumulatory litowo-jonowe o dużej pojemności wykonane z materiałów katodowych z fosforanu litowo-żelazowego są łatwiejsze do stosowania szeregowego w celu zaspokojenia potrzeb częstego ładowania i rozładowywania pojazdów elektrycznych.

Fosforan litowo-żelazowy jest nietoksyczny, wolny od zanieczyszczeń, bezpieczny, szeroko pozyskiwany surowiec, tani, o długiej żywotności i ma inne zalety.Jest idealnym materiałem katodowym do akumulatorów litowo-jonowych nowej generacji.Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy ma również swoje wady.Na przykład gęstość ubijania materiału katodowego fosforanu litowo-żelazowego jest niewielka, a objętość akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego o równej pojemności jest większa niż akumulatorów litowo-jonowych, takich jak kobalan litu, więc nie ma zalet w mikro bateriach.

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

Jest to związane z warunkami rozpraszania ciepła), wskaźnik retencji pojemności wynosi około 60 ~ 70% przy 0 ℃, 40 ~ 55% przy -10 ℃ i 20 ~ 40% przy -20 ℃.Taka wydajność w niskich temperaturach oczywiście nie może spełnić wymagań dotyczących zasilania.Obecnie niektórzy producenci poprawili wydajność fosforanu litowo-żelazowego w niskich temperaturach, ulepszając układ elektrolitów, ulepszając formułę elektrody dodatniej, poprawiając wydajność materiału i ulepszając konstrukcję struktury ogniwa.

Trójskładnikowa bateria litowa
Trójskładnikowa polimerowa bateria litowa odnosi się do baterii litowej, której materiałem katody jest trójskładnikowy materiał katody litowo-niklowo-kobaltowo-manganianowej (Li (NiCoMn) O2).Trójskładnikowy kompozytowy materiał katodowy jest wykonany z soli niklu, soli kobaltu i soli manganu jako surowców.Udział niklu, kobaltu i manganu w trójskładnikowej polimerowej baterii litowej 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 główne zalety to: 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 ma tendencję do spowolnienia.

Bateria litowo-manganianowa
Bateria litowo-manganianowa jest jednym z bardziej obiecujących materiałów katodowych litowo-jonowych.W porównaniu z tradycyjnymi materiałami katodowymi, takimi jak kobalan litu, manganian litu ma zalety bogatych zasobów, niskich kosztów, braku zanieczyszczeń, dobrego bezpieczeństwa, dobrej wydajności mnożenia itp. Jest to idealny materiał katodowy do akumulatorów zasilających.Jednak jego słaba wydajność cyklu i stabilność elektrochemiczna znacznie ograniczają jego uprzemysłowienie.Manganian litu obejmuje głównie manganian litu spinelowego i warstwowy manganian litu.Spinelowy manganian litu ma stabilną strukturę i jest łatwy do realizacji w produkcji przemysłowej.Dzisiejsze produkty rynkowe mają taką strukturę.Spinelowy manganian litu należy do sześciennego układu kryształów, grupy przestrzennej Fd3m, a teoretyczna pojemność właściwa wynosi 148mAh/g.Ze względu na trójwymiarową strukturę tunelu, jony litu mogą być odwracalnie usuwane z sieci spinelowej bez powodowania zapadania się struktury, dzięki czemu ma doskonałą wydajność powiększenia i stabilność.

3. Akumulator NiMH
Akumulator NiMH to rodzaj akumulatora o dobrej wydajności.Dodatnią substancją czynną akumulatora niklowo-wodorowego jest Ni (OH) 2 (zwana elektrodą 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.

Akumulator niklowo-wodorkowy dzieli się na wysokonapięciowy akumulator niklowo-wodorkowy i niskonapięciowy akumulator niklowo-wodorkowy.

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-kadmowych;(3) Szybkie ładowanie i rozładowywanie, dobra wydajność w niskich temperaturach;(4) Uszczelniana, silna odporność na przeładowanie i rozładowanie;(5) Brak generowania kryształów dendrytycznych, które mogą zapobiegać zwarciom w akumulatorze;(6) Bezpieczny i niezawodny, bez zanieczyszczenia środowiska, bez efektu pamięci itp.

Wysokonapięciowy akumulator niklowo-wodorowy ma następujące cechy: (1) Wysoka niezawodność.Ma dobrą ochronę przed nadmiernym rozładowaniem i nadmiernym ładowaniem, może wytrzymać wysokie tempo rozładowania i nie tworzy dendrytów.Ma dobrą specyficzną właściwość.Jego ciężar właściwy wynosi 60 A · h/kg, czyli 5 razy więcej niż akumulator niklowo-kadmowy.(2) Długi cykl życia, nawet tysiące razy.(3) Całkowicie uszczelniony, mniej konserwacji.(4) Wydajność w niskich temperaturach jest doskonała, a wydajność nie zmienia się znacząco przy -10 ℃.

Główne zalety akumulatorów NiMH to: wysoka gęstość energii, szybkie ładowanie i rozładowywanie, niewielka waga, długa żywotność, brak zanieczyszczenia środowiska;Wady to niewielki efekt pamięci, więcej problemów z zarządzaniem i łatwe do utworzenia pojedyncze topienie separatora baterii.

4. Cela przepływowa
Akumulator płynny to nowy typ akumulatora.Akumulator płynny to akumulator o wysokiej wydajności, który wykorzystuje dodatni i ujemny elektrolit do oddzielnego oddzielania i cyrkulacji.Charakteryzuje się dużą wydajnością, szerokim zakresem zastosowań (środowiskiem) i długim cyklem życia.Obecnie jest to nowy produkt energetyczny.

Akumulator płynny jest zwykle stosowany w systemie elektrowni magazynowania energii, który składa się z jednostki stosu, jednostki magazynowania i zasilania roztworu elektrolitu i roztworu elektrolitu, jednostki sterującej i zarządzającej itp. Rdzeń składa się ze stosu i (stos składa się z kilkudziesięciu ogniw do reakcji utleniania-redukcji) oraz pojedynczego ogniwa do ładowania i rozładowywania zgodnie z określonymi wymaganiami szeregowo, a jego struktura jest podobna do stosu ogniw paliwowych.

Akumulator przepływowy wanadu to nowy rodzaj urządzeń do magazynowania energii i magazynowania energii.Może być stosowany nie tylko jako urządzenie wspomagające magazynowanie energii w procesach wytwarzania energii słonecznej i wiatrowej, ale może być również używany 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. Akumulator sodowo-siarkowy
Akumulator siarki sodowej 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 ze stopionej elektrody i stałego elektrolitu.Substancją czynną bieguna ujemnego jest stopiony metaliczny sód, a substancją czynną bieguna dodatniego płynna siarka i stopiony polisiarczek sodu.Akumulator wtórny z metalowym sodem jako elektrodą ujemną, siarką jako elektrodą dodatnią i rurką ceramiczną jako separatorem elektrolitu.W pewnym stopniu 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 momentu powstania.Akumulator siarkowo-sodowy 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 to: 1) Ma wyższą energię właściwą (tj. efektywną energię elektryczną na jednostkę masy lub jednostkę objętości baterii).Jego teoretyczna energia właściwa wynosi 760 Wh/kg, co w rzeczywistości przekroczyło 150 Wh/kg, czyli 3-4 razy więcej niż w przypadku akumulatora kwasowo-ołowiowego.2) Jednocześnie może rozładowywać się dużym prądem i dużą mocą.Jego gęstość prądu rozładowania może ogólnie osiągnąć 200-300mA/cm2 i może w jednej chwili uwolnić 3-krotność swojej naturalnej energii;3) Wysoka wydajność ładowania i rozładowania.

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

6. Ołowiowa bateria węglowa
Akumulator ołowiowo-węglowy to rodzaj pojemnościowego akumulatora kwasowo-ołowiowego, który jest technologią rozwiniętą z tradycyjnego akumulatora kwasowo-ołowiowego.Może znacznie poprawić żywotność akumulatora kwasowo-ołowiowego, dodając węgiel aktywny do ujemnego bieguna akumulatora.

Akumulator ołowiowo-węglowy to nowy typ super akumulatora, który łączy w sobie akumulator kwasowo-ołowiowy i superkondensator: nie tylko pozwala wykorzystać zalety natychmiastowego ładowania superkondensatora o dużej pojemności, ale także daje przewagę energetyczną akumulatora kwasowo-ołowiowego i ma bardzo dobrą wydajność ładowania i rozładowania - 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 baterii w przeszłości i wydłuża żywotność baterii.

Akumulator ołowiowo-węglowy jest mieszanką asymetrycznego superkondensatora i akumulatora kwasowo-ołowiowego w postaci wewnętrznego połączenia równoległego.Jako nowy typ super akumulatora, akumulator ołowiowo-węglowy jest połączeniem technologii akumulatora kwasowo-ołowiowego i superkondensatora.Jest to dwufunkcyjny akumulator do przechowywania energii, który ma zarówno charakterystykę pojemnościową, jak i charakterystykę akumulatora.Dlatego nie tylko w pełni wykorzystuje zalety natychmiastowego ładowania superkondensatorów 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 rozładowania.Dzięki zastosowaniu technologii ołowiowo-węglowej wydajność akumulatora ołowiowo-węglowego jest znacznie lepsza niż w przypadku tradycyjnego akumulatora kwasowo-ołowiowego, który może być stosowany w nowych pojazdach energetycznych, takich jak hybrydowe pojazdy elektryczne, rowery elektryczne i inne dziedziny;Może być również stosowany w dziedzinie nowych magazynów energii, takich jak wytwarzanie energii wiatrowej i magazynowanie energii.