DKSESS 100KW OFF GRID/HYBRID VSE V ENEM SOLARNEM ENERGETSKEM SISTEMU

Primerjava baterij v sistemu za shranjevanje energije
Baterijski tip shranjevanja energije je kemično shranjevanje energije.Lahko ga razdelimo na svinčeno kislinsko baterijo, litijevo baterijo, nikelj vodikovo baterijo, tekočo baterijo (vanadijeva baterija), natrijevo žveplovo baterijo, svinčeno ogljikovo baterijo itd. Glede na vrsto izbrane baterije.

1. Svinčev akumulator
Svinčeve baterije vključujejo koloidne in tekoče (tako imenovane navadne svinčeve baterije).Ti dve vrsti baterij se uporabljata glede na različne regije.Koloidna baterija ima močno odpornost na mraz in njena delovna energetska učinkovitost je veliko boljša kot pri tekoči bateriji, ko je temperatura pod 15 °C, njena toplotna izolacija pa je odlična.

Koloidna svinčeno-kislinska baterija je izboljšava običajne svinčeno-kislinske baterije s tekočim elektrolitom.Koloidni elektrolit se uporablja za zamenjavo elektrolita žveplove kisline, ki je boljši od običajne baterije glede varnosti, zmogljivosti shranjevanja, zmogljivosti praznjenja in življenjske dobe.Koloidna svinčeno-kislinska baterija sprejme gel elektrolit in v notranjosti ni proste tekočine.Pod isto prostornino ima elektrolit veliko kapaciteto, veliko toplotno kapaciteto in močno sposobnost odvajanja toplote, s čimer se lahko izognemo pojavu toplotnega uhajanja običajnih baterij;Korozija elektrodne plošče je šibka zaradi nizke koncentracije elektrolita;Koncentracija je enakomerna in ni razslojevanja elektrolitov.

Navadna svinčeno-kislinska baterija je vrsta baterije, katere elektroda je v glavnem izdelana iz svinca in njegovega oksida, elektrolit pa je raztopina žveplove kisline.V stanju praznjenja svinčeno-kislinskega akumulatorja je glavna sestavina pozitivne elektrode svinčev dioksid, glavna sestavina negativne elektrode pa je svinec;V stanju polnjenja so glavne komponente pozitivnih in negativnih elektrod svinčev sulfat.Nazivna napetost enocelične svinčeno-kislinske baterije je 2,0 V, ki jo je mogoče izprazniti na 1,5 V in napolniti na 2,4 V;Pri uporabi se šest enoceličnih svinčeno-kislinskih baterij pogosto uporablja zaporedno, da tvorijo 12 V nazivno svinčeno-kislinsko baterijo, pa tudi 24 V, 36 V, 48 V itd.

Njegove prednosti vključujejo predvsem: varno tesnjenje, sistem za izpust zraka, enostavno vzdrževanje, dolgo življenjsko dobo, stabilno kakovost, visoko zanesljivost in brez vzdrževanja;Pomanjkljivost je, da je onesnaženje s svincem veliko in energijska gostota nizka (to je pretežka).

2. Litijeva baterija
"Litijeva baterija" je vrsta baterije s kovinskim litijem ali litijevo zlitino kot katodnim materialom in nevodno raztopino elektrolita.Razdeljen je v dve kategoriji: litij-kovinska baterija in litij-ionska baterija.

Litijeva kovinska baterija na splošno uporablja manganov dioksid kot katodni material, kovinski litij ali njegovo legirano kovino kot katodni material in uporablja nevodno raztopino elektrolita.Litij-ionske baterije na splošno uporabljajo kovinske okside litijeve zlitine kot katodne materiale, grafit kot katodne materiale in nevodne elektrolite.Litij-ionske baterije ne vsebujejo kovinskega litija in jih je mogoče ponovno napolniti.Litijeva baterija, ki jo uporabljamo za shranjevanje energije, je litijeva ionska baterija, imenovana "litijeva baterija".

Litijeve baterije, ki se uporabljajo v sistemu za shranjevanje energije, vključujejo predvsem: litij-železofosfatno baterijo, ternarno litijevo baterijo in litijevo manganatno baterijo.Posamezna baterija ima visoko napetost, širok razpon delovne temperature, visoko specifično energijo in učinkovitost ter nizko stopnjo samopraznjenja.Varnost in življenjsko dobo je mogoče izboljšati z uporabo zaščitnih in izravnalnih vezij.Zato so, glede na prednosti in slabosti različnih baterij, litijeve baterije postale prva izbira za elektrarne za shranjevanje energije zaradi relativno zrele industrijske verige, varnosti, zanesljivosti in prijaznosti do okolja.

Njegove glavne prednosti so: dolga življenjska doba, visoka gostota energije za shranjevanje, majhna teža in močna prilagodljivost;Slabosti so slaba varnost, lahka eksplozija, visoki stroški in omejeni pogoji uporabe.

Litijev železov fosfat
Baterija z litij-železovim fosfatom se nanaša na litij-ionsko baterijo, ki uporablja litij-železov fosfat kot katodni material.Katodni materiali litij-ionskih baterij vključujejo predvsem litijev kobalat, litijev manganat, litijev nikljev oksid, ternarne materiale, litijev železov fosfat itd. Litijev kobalat je katodni material, ki ga uporablja večina litij-ionskih baterij.

Litijev železov fosfat kot material za litijevo baterijo se je pojavil šele v zadnjih letih.Leta 2005 so na Kitajskem razvili veliko zmogljivo litij-železo-fosfatno baterijo.Njegova varnost in življenjska doba sta neprimerljivi z drugimi materiali.Življenjska doba cikla polnjenja in praznjenja 1C doseže 2000-krat.Napetost preobremenitve ene same baterije je 30 V, ki ne bo zgorela in predrta ne bo eksplodirala.Litij-ionske baterije z veliko kapaciteto, izdelane iz litij-železovega fosfatnega katodnega materiala, je lažje uporabiti v seriji, da zadostijo potrebam pogostega polnjenja in praznjenja električnih vozil.

Litijev železov fosfat je netoksičen, brez onesnaževanja, varen, široko dostopne surovine, poceni, dolga življenjska doba in druge prednosti.Je idealen katodni material za nove generacije litij-ionskih baterij.Litij železofosfatna baterija ima tudi svoje slabosti.Na primer, gostota nabijanja litij-železovega fosfatnega katodnega materiala je majhna, prostornina litij-železove fosfatne baterije z enako zmogljivostjo pa je večja od litij-ionskih baterij, kot je litijev kobalat, zato nima prednosti pri mikro baterijah.

Zaradi inherentnih značilnosti litijevega železovega fosfata je njegova učinkovitost pri nizkih temperaturah slabša od drugih katodnih materialov, kot je litijev manganat.Na splošno je za eno celico (upoštevajte, da gre za eno celico in ne za baterijski sklop) lahko izmerjena nizkotemperaturna zmogljivost baterijskega sklopa nekoliko višja,

To je povezano s pogoji odvajanja toplote), njegova stopnja zadrževanja zmogljivosti je približno 60–70 % pri 0 ℃, 40–55 % pri – 10 ℃ in 20–40 % pri – 20 ℃.Tako delovanje pri nizkih temperaturah očitno ne more izpolniti zahtev glede uporabe napajanja.Trenutno so nekateri proizvajalci izboljšali delovanje litijevega železovega fosfata pri nizkih temperaturah z izboljšanjem sistema elektrolitov, izboljšanjem formule pozitivne elektrode, izboljšanjem učinkovitosti materiala in izboljšanjem zasnove celične strukture.

Ternarna litijeva baterija
Ternarna polimerna litijeva baterija se nanaša na litijevo baterijo, katere katodni material je trikomponentni katodni material litij nikelj kobalt manganat (Li (NiCoMn) O2).Ternarni kompozitni katodni material je izdelan iz nikljeve soli, kobaltove soli in manganove soli kot surovin.Delež niklja, kobalta in mangana v ternarni polimerni litijevi bateriji je mogoče prilagoditi glede na dejanske potrebe.Baterija s ternarnim materialom kot katodo ima visoko varnost v primerjavi z litij-kobalt baterijo, vendar je njena napetost prenizka.

Njegove glavne prednosti so: dobra zmogljivost cikla;Pomanjkljivost je omejena uporaba.Vendar pa se zaradi zaostrovanja domačih politik o ternarnih litijevih baterijah razvoj ternarnih litijevih baterij upočasnjuje.

Litijeva manganatna baterija
Litij-manganatna baterija je eden bolj obetavnih litij-ionskih katodnih materialov.V primerjavi s tradicionalnimi katodnimi materiali, kot je litijev kobalat, ima litijev manganat prednosti bogatih virov, nizkih stroškov, brez onesnaževanja, dobre varnosti, dobre zmogljivosti množenja itd. Je idealen katodni material za električne baterije.Vendar pa njegova slaba zmogljivost cikla in elektrokemična stabilnost močno omejujejo njeno industrializacijo.Litijev manganat vključuje predvsem spinel litijev manganat in plastni litijev manganat.Spinel litijev manganat ima stabilno strukturo in je enostaven za industrijsko proizvodnjo.Vsi današnji tržni izdelki so te strukture.Spinel litijev manganat spada v kubični kristalni sistem, prostorska skupina Fd3m, teoretična specifična kapaciteta pa je 148 mAh/g.Zaradi tridimenzionalne tunelske strukture je mogoče litijeve ione reverzibilno odstraniti iz špinelne mreže, ne da bi povzročili sesedanje strukture, zato ima odlično zmogljivost povečave in stabilnost.

3. NiMH baterija
Baterija NiMH je vrsta baterije z dobrimi zmogljivostmi.Pozitivna aktivna snov nikelj-vodikove baterije je Ni (OH) 2 (imenovana NiO elektroda), negativna aktivna snov je kovinski hidrid, imenovana tudi zlitina za shranjevanje vodika (imenovana elektroda za shranjevanje vodika), elektrolit pa je 6mol/L raztopina kalijevega hidroksida.

Nikelj-metal-hidridna baterija je razdeljena na visokonapetostno nikelj-metal-hidridno baterijo in nizkonapetostno nikelj-metal-hidridno baterijo.

Nizkonapetostna nikelj-metal-hidridna baterija ima naslednje značilnosti: (1) Napetost baterije je 1,2~1,3 V, kar je enakovredno nikelj-kadmijevi bateriji;(2) Visoka gostota energije, več kot 1,5-krat večja od gostote nikelj-kadmijeve baterije;(3) Hitro polnjenje in praznjenje, dobro delovanje pri nizkih temperaturah;(4) tesnilna, močna odpornost na prenapolnjenost in praznjenje;(5) Brez nastajanja dendritičnih kristalov, kar lahko prepreči kratek stik v bateriji;(6) Varen in zanesljiv, brez onesnaževanja okolja, brez spominskega učinka itd.

Visokonapetostna nikelj vodikova baterija ima naslednje značilnosti: (1) Velika zanesljivost.Ima dobro zaščito pred prekomernim praznjenjem in prenapolnjenostjo, lahko prenese visoko stopnjo praznjenja polnjenja in nima tvorbe dendritov.Ima dobro specifično lastnost.Njegova specifična masna zmogljivost je 60 A · h/kg, kar je 5-krat več kot pri nikelj-kadmijevi bateriji.(2) Dolga življenjska doba cikla, do tisočkrat.(3) Popolnoma zaprt, manj vzdrževanja.(4) Zmogljivost pri nizkih temperaturah je odlična, zmogljivost pa se pri -10 ℃ bistveno ne spremeni.

Glavne prednosti baterije NiMH so: visoka energijska gostota, hitra hitrost polnjenja in praznjenja, majhna teža, dolga življenjska doba, brez onesnaževanja okolja;Slabosti so rahel spominski učinek, več težav pri upravljanju in enostavno oblikovanje taljenja ločevalnika baterije.

4. Pretočna celica
Liquid flow baterija je nova vrsta baterije.Baterija s tekočim tokom je visoko zmogljiva baterija, ki uporablja pozitivni in negativni elektrolit za ločevanje in ločeno kroženje.Ima značilnosti visoke zmogljivosti, širokega področja uporabe (okolja) in dolge življenjske dobe.Trenutno je to nov energetski produkt.

Baterija s tekočim tokom se običajno uporablja v sistemu elektrarne za shranjevanje energije, ki je sestavljena iz skladovne enote, raztopine elektrolitov in enote za shranjevanje in dovajanje raztopine elektrolitov, enote za nadzor in upravljanje itd. Jedro je sestavljeno iz sklada in (sklad je sestavljen iz več deset celic za reakcijo redukcije oksidacije) in ene celice za polnjenje in praznjenje v skladu s posebnimi zahtevami v seriji, njegova struktura pa je podobna strukturi sklada gorivnih celic.

Vanadijeva pretočna baterija je nova vrsta opreme za shranjevanje in shranjevanje energije.Ne more se uporabljati samo kot podporna naprava za shranjevanje energije za procese proizvodnje sončne in vetrne energije, ampak se lahko uporablja tudi za zmanjšanje konic električnega omrežja, da se izboljša stabilnost električnega omrežja in zagotovi varnost električnega omrežja.Njegove glavne prednosti so: prilagodljiva postavitev, dolga življenjska doba, hitri odzivni časi in brez škodljivih emisij;Pomanjkljivost je, da se energijska gostota zelo spreminja.

5. Natrijeva žveplova baterija
Natrijeva žveplova baterija je sestavljena iz pozitivnega pola, negativnega pola, elektrolita, diafragme in lupine.Za razliko od navadnih sekundarnih baterij (svinčeve baterije, nikelj-kadmijeve baterije itd.) je natrijeva žveplova baterija sestavljena iz staljene elektrode in trdnega elektrolita.Aktivna snov negativnega pola je staljeni kovinski natrij, aktivna snov pozitivnega pola pa tekoče žveplo in staljeni natrijev polisulfid.Sekundarna baterija s kovinskim natrijem kot negativno elektrodo, žveplom kot pozitivno elektrodo in keramično cevko kot separator elektrolitov.Pod določeno delovno stopnjo lahko natrijevi ioni reverzibilno reagirajo z žveplom skozi elektrolitsko membrano, da tvorijo sproščanje in shranjevanje energije.

Kot nova vrsta kemičnega vira energije je bila ta vrsta baterije zelo razvita, odkar je nastala.Natrijeva žveplova baterija je majhne velikosti, velike zmogljivosti, dolge življenjske dobe in visoke učinkovitosti.Široko se uporablja pri shranjevanju električne energije, kot je zmanjšanje konic in polnjenje dolin, zasilno napajanje in proizvodnja vetrne energije.

Njegove glavne prednosti so naslednje: 1) Ima višjo specifično energijo (tj. efektivno električno energijo na enoto mase ali prostornine baterije).Njegova teoretična specifična energija je 760 Wh/Kg, kar je dejansko preseglo 150 Wh/Kg, kar je 3-4-krat več kot pri svinčevi bateriji.2) Hkrati se lahko izprazni z velikim tokom in veliko močjo.Njegova gostota toka praznjenja lahko na splošno doseže 200-300 mA/cm2 in lahko v trenutku sprosti 3-kratno svojo inherentno energijo;3) Visoka učinkovitost polnjenja in praznjenja.

Natrijeva žveplova baterija ima tudi pomanjkljivosti.Njegova delovna temperatura je 300-350 ℃, zato je potrebno baterijo med delovanjem segrevati in ohranjati toplo.Vendar pa je to težavo mogoče učinkovito rešiti z uporabo visoko zmogljive tehnologije vakuumske toplotne izolacije.

6. Svinčena ogljikova baterija
Svinčeno-ogljična baterija je neke vrste kapacitivna svinčeno-kislinska baterija, ki je tehnologija, ki se je razvila iz tradicionalne svinčeno-kislinske baterije.Lahko bistveno izboljša življenjsko dobo svinčenih baterij z dodajanjem aktivnega oglja na negativni pol baterije.

Svinčevo-ogljična baterija je nova vrsta super baterije, ki združuje svinčeno-kislinsko baterijo in superkondenzator: ne daje le prednosti takojšnjega polnjenja velike kapacitete superkondenzatorja, ampak daje tudi prednost specifični energijski prednosti svinčevo-kislinske baterije in ima zelo dobro zmogljivost polnjenja in praznjenja – popolnoma jo je mogoče napolniti v 90 minutah (če je svinčevo-kislinska baterija napolnjena in izpraznjena na ta način, je njena življenjska doba krajša od 30-krat).Poleg tega je zaradi dodatka ogljika (grafena) preprečen pojav sulfatizacije negativne elektrode, kar izboljša faktor izpada baterije v preteklosti in podaljša življenjsko dobo baterije.

Svinčeno-ogljična baterija je mešanica asimetričnega superkondenzatorja in svinčeno-kislinske baterije v obliki notranje vzporedne povezave.Kot nova vrsta super baterije je svinčevo-ogljična baterija kombinacija tehnologij svinčeve kislinske baterije in superkondenzatorja.To je baterija za shranjevanje energije z dvojno funkcijo s kapacitivnimi lastnostmi in lastnostmi baterije.Zato ne samo, da v celoti izkoristi prednosti superkondenzatorskega takojšnjega polnjenja z veliko kapaciteto, ampak tudi v celoti izkoristi energetske prednosti svinčenih baterij, ki jih je mogoče popolnoma napolniti v eni uri.Ima dobro zmogljivost polnjenja in praznjenja.Zaradi uporabe tehnologije svinčenega ogljika je zmogljivost svinčevo-ogljične baterije veliko boljša od tradicionalne svinčeno-kislinske baterije, ki se lahko uporablja v novih energetskih vozilih, kot so hibridna električna vozila, električna kolesa in druga področja;Lahko se uporablja tudi na področju novega shranjevanja energije, kot sta proizvodnja vetrne energije in shranjevanje energije.