DKSESS 100KW VAN MREŽE/HIBRIDNI SOLARNI SISTEM SVE U JEDNOM

Poređenje baterija u sistemu za skladištenje energije
Tip baterije za skladištenje energije je hemijsko skladištenje energije. Može se podijeliti na olovno-kiselinske baterije, litijum-jonske baterije, nikl-vodonične baterije, baterije s tekućim protokom (vanadijumske baterije), natrijum-sumporne baterije, olovno-ugljične baterije itd., prema odabranoj vrsti baterije.

1. Olovni akumulator
Olovno-kiselinske baterije uključuju koloidne i tečne (tzv. obične olovno-kiselinske baterije). Ove dvije vrste baterija se koriste u zavisnosti od regiona. Koloidna baterija ima jaku otpornost na hladnoću, a njena radna energetska efikasnost je daleko bolja od tečne baterije kada je temperatura ispod 15 °C, a njena toplotna izolacija je odlična.

Koloidna olovno-kiselinska baterija je poboljšanje u odnosu na običnu olovno-kiselinsku bateriju s tekućim elektrolitom. Koloidni elektrolit se koristi kao zamjena za sumporni elektrolit, koji je bolji od obične baterije u smislu sigurnosti, kapaciteta skladištenja, performansi pražnjenja i vijeka trajanja. Koloidna olovno-kiselinska baterija koristi gel elektrolit i nema slobodne tekućine unutra. Pod istom zapreminom, elektrolit ima veliki kapacitet, veliki toplinski kapacitet i snažnu sposobnost odvođenja topline, što može izbjeći fenomen termičkog bijega uobičajenih baterija; Korozija elektrodne ploče je slaba zbog niske koncentracije elektrolita; Koncentracija je ujednačena i nema stratifikacije elektrolita.

Obična olovno-kiselinska baterija je vrsta baterije čija je elektroda uglavnom napravljena od olova i njegovog oksida, a elektrolit je rastvor sumporne kiseline. U stanju pražnjenja olovno-kiselinske baterije, glavna komponenta pozitivne elektrode je olovo-dioksid, a glavna komponenta negativne elektrode je olovo; u stanju punjenja, glavne komponente pozitivne i negativne elektrode su olovo-sulfat. Nominalni napon olovno-kiselinske baterije s jednom ćelijom je 2,0 V, a može se prazniti do 1,5 V i puniti do 2,4 V; U praksi se šest olovno-kiselinskih baterija s jednom ćelijom često koristi u seriji za formiranje olovno-kiselinske baterije nominalnog napona 12 V, kao i 24 V, 36 V, 48 V itd.

Njegove prednosti uglavnom uključuju: sigurno zaptivanje, sistem za ispuštanje zraka, jednostavno održavanje, dug vijek trajanja, stabilan kvalitet, visoku pouzdanost i bez održavanja; Nedostatak je što je zagađenje olovom veliko, a gustoća energije niska (to jest, preteška).

2. Litijumska baterija
"Litijumska baterija" je vrsta baterije sa litijum metalom ili litijum legurom kao katodnim materijalom i nevodenim rastvorom elektrolita. Podijeljena je u dvije kategorije: litijum metalne baterije i litijum jonske baterije.

Litijum metalne baterije uglavnom koriste mangan dioksid kao katodni materijal, metal litijum ili njegovu leguru kao katodni materijal i koriste nevodeni rastvor elektrolita. Litijum jonske baterije uglavnom koriste litijum legure i metalne okside kao katodne materijale, grafit kao katodne materijale i nevodene elektrolite. Litijum jonske baterije ne sadrže metalni litijum i mogu se puniti. Litijum baterija koju koristimo za skladištenje energije je litijum jonska baterija, poznata kao "litijum baterija".

Litijum baterije koje se koriste u sistemima za skladištenje energije uglavnom uključuju: litijum željezo fosfatne baterije, ternarne litijum baterije i litijum manganatne baterije. Pojedinačne baterije imaju visoki napon, širok raspon radne temperature, visoku specifičnu energiju i efikasnost, te nisku stopu samopražnjenja. Sigurnost i vijek trajanja mogu se poboljšati korištenjem zaštitnih i izjednačujućih krugova. Stoga, uzimajući u obzir prednosti i nedostatke različitih baterija, litijum baterije su postale prvi izbor za elektrane za skladištenje energije zbog svog relativno zrelog industrijskog lanca, sigurnosti, pouzdanosti i ekološke prihvatljivosti.

Njegove glavne prednosti su: dug vijek trajanja, visoka gustoća skladištenja energije, mala težina i velika prilagodljivost; Nedostaci su slaba sigurnost, laka eksplozija, visoka cijena i ograničeni uvjeti upotrebe.

Litijum željezo fosfat
Litijum-željezo-fosfatna baterija odnosi se na litijum-jonsku bateriju koja koristi litijum-željezo-fosfat kao katodni materijal. Katodni materijali litijum-jonskih baterija uglavnom uključuju litijum-kobalat, litijum-manganat, litijum-nikl-oksid, ternarne materijale, litijum-željezo-fosfat itd. Litijum-kobalat je katodni materijal koji se koristi u većini litijum-jonskih baterija.

Litijum-željezni fosfat kao materijal za litijum-jonske baterije pojavio se tek posljednjih godina. Tek 2005. godine u Kini je razvijena litijum-željezni fosfatna baterija velikog kapaciteta. Njene sigurnosne performanse i vijek trajanja ciklusa su neuporedivi sa drugim materijalima. Vijek trajanja ciklusa punjenja i pražnjenja od 1C dostiže 2000 puta. Napon prepunjenosti jedne baterije je 30V, što znači da neće izgorjeti, probušiti se i eksplodirati. Litijum-jonske baterije velikog kapaciteta napravljene od litijum-željezni fosfatnih katodnih materijala lakše se koriste u seriji kako bi se zadovoljile potrebe čestog punjenja i pražnjenja električnih vozila.

Litijum željezo fosfat je netoksičan, ne zagađuje okoliš, siguran, sirovina je široko rasprostranjena, jeftin je, dugog vijeka trajanja i ima druge prednosti. Idealan je katodni materijal za litijum-jonske baterije nove generacije. Litijum željezo fosfatne baterije također imaju svoje nedostatke. Na primjer, gustina nabijanja katodnog materijala od litijum željezo fosfata je mala, a volumen litijum željezo fosfatne baterije istog kapaciteta je veći od litijum-jonskih baterija poput litijum kobalata, tako da nema prednosti kod mikro baterija.

Zbog inherentnih karakteristika litijum-željezo-fosfata, njegove niskotemperaturne performanse su inferiorne u odnosu na druge katodne materijale poput litijum-manganata. Općenito, za jednu ćeliju (imajte na umu da se radi o jednoj ćeliji, a ne o baterijskom paketu), izmjerene niskotemperaturne performanse baterijskog paketa mogu biti nešto veće,

Ovo je povezano sa uslovima odvođenja toplote, njegova stopa zadržavanja kapaciteta je oko 60~70% na 0 ℃, 40~55% na -10 ℃ i 20~40% na -20 ℃. Takve niskotemperaturne performanse očigledno ne mogu zadovoljiti zahtjeve korištenja napajanja. Trenutno su neki proizvođači poboljšali niskotemperaturne performanse litijum-željezo-fosfata poboljšanjem elektrolitnog sistema, poboljšanjem formule pozitivne elektrode, poboljšanjem performansi materijala i poboljšanjem dizajna strukture ćelije.

Ternarna litijumska baterija
Ternarna polimerna litijumska baterija odnosi se na litijumsku bateriju čiji je katodni materijal litijum nikal kobalt manganat (Li (NiCoMn)O2) ternarni katodni materijal. Ternarni kompozitni katodni materijal je napravljen od niklove soli, kobaltove soli i manganove soli kao sirovina. Udio nikla, kobalta i mangana u ternarnoj polimernoj litijumskoj bateriji može se prilagoditi stvarnim potrebama. Baterija sa ternarnim materijalom kao katodom ima visoku sigurnost u poređenju sa litijum kobaltnom baterijom, ali je njen napon prenizak.

Njegove glavne prednosti su: dobre cikličke performanse; Nedostatak je što je upotreba ograničena. Međutim, zbog pooštravanja domaćih politika o ternarnim litijumskim baterijama, razvoj ternarnih litijumskih baterija ima tendenciju usporavanja.

Litijum manganatna baterija
Litijum manganatna baterija je jedan od obećavajućih litijum-jonskih katodnih materijala. U poređenju sa tradicionalnim katodnim materijalima kao što je litijum kobalat, litijum manganat ima prednosti bogatih resursa, niske cijene, bez zagađenja, dobre sigurnosti, dobrih performansi umnožavanja itd. Idealan je katodni materijal za energetske baterije. Međutim, njegove loše cikličke performanse i elektrohemijska stabilnost uveliko ograničavaju njegovu industrijalizaciju. Litijum manganat uglavnom uključuje spinel litijum manganat i slojeviti litijum manganat. Spinel litijum manganat ima stabilnu strukturu i lako se ostvaruje u industrijskoj proizvodnji. Današnji proizvodi na tržištu imaju sve ovu strukturu. Spinel litijum manganat pripada kubnom kristalnom sistemu, prostornoj grupi Fd3m, a teorijski specifični kapacitet je 148mAh/g. Zbog trodimenzionalne tunelske strukture, litijum ioni se mogu reverzibilno odvojiti od spinelne rešetke bez izazivanja kolapsa strukture, tako da ima odlične performanse uvećanja i stabilnost.

3. NiMH baterija
NiMH baterija je vrsta baterije sa dobrim performansama. Pozitivna aktivna supstanca nikl-vodonične baterije je Ni(OH)2 (naziva se NiO elektroda), negativna aktivna supstanca je metalni hidrid, koji se naziva i legura za skladištenje vodonika (naziva se elektroda za skladištenje vodonika), a elektrolit je rastvor kalijum hidroksida koncentracije 6 mol/L.

Nikl-metalhidridne baterije se dijele na visokonaponske nikl-metalhidridne baterije i niskonaponske nikl-metalhidridne baterije.

Niskonaponska nikl-metal-hidridna baterija ima sljedeće karakteristike: (1) Napon baterije je 1,2~1,3 V, što je ekvivalentno nikl-kadmijumskoj bateriji; (2) Visoka gustina energije, više od 1,5 puta veća od gustine nikl-kadmijumske baterije; (3) Brzo punjenje i pražnjenje, dobre performanse na niskim temperaturama; (4) Zaptivna, jaka otpornost na prepunjavanje i pražnjenje; (5) Ne stvaraju se dendritični kristali, što može spriječiti kratki spoj u bateriji; (6) Sigurna i pouzdana, ne zagađuje okolinu, nema memorijskog efekta itd.

Visokonaponska nikl-hidrogenska baterija ima sljedeće karakteristike: (1) Visoka pouzdanost. Ima dobru zaštitu od prekomjernog pražnjenja i prepunjenja, može izdržati visoku brzinu pražnjenja i nema formiranja dendrita. Ima dobra specifična svojstva. Njen specifični maseni kapacitet je 60A · h/kg, što je 5 puta više od nikl-kadmijumske baterije. (2) Dug vijek trajanja, do hiljada punjenja i pražnjenja. (3) Potpuno zatvorena, manje održavanja. (4) Performanse na niskim temperaturama su odlične, a kapacitet se ne mijenja značajno na -10 ℃.

Glavne prednosti NiMH baterija su: visoka gustoća energije, brzo punjenje i pražnjenje, mala težina, dug vijek trajanja, bez zagađenja okoliša; Nedostaci su blagi memorijski efekt, više problema s upravljanjem i lako formiranje separatora za topljenje pojedinačnih baterija.

4. Protočna ćelija
Baterija s tekućim protokom je novi tip baterije. Baterija s tekućim protokom je visokoučinkovita baterija koja koristi pozitivni i negativni elektrolit za odvajanje i odvojenu cirkulaciju. Ima karakteristike velikog kapaciteta, širokog područja primjene (okolina) i dugog vijeka trajanja. Trenutno je novi energetski proizvod.

Tečnoprotočna baterija se obično koristi u sistemu elektrane za skladištenje energije, koji se sastoji od steka, jedinice za skladištenje i dovod rastvora elektrolita i jedinice za kontrolu i upravljanje itd. Jezgro se sastoji od steka i (stek se sastoji od desetina ćelija za reakciju oksidacije i redukcije) i jedne ćelije za punjenje i pražnjenje prema specifičnim zahtjevima u seriji, a njena struktura je slična strukturi steka gorivnih ćelija.

Protočna vanadijumska baterija je novi tip opreme za skladištenje energije i skladištenje energije. Ne samo da se može koristiti kao pomoćni uređaj za skladištenje energije za procese proizvodnje solarne i energije vjetra, već se može koristiti i za smanjenje vršnih opterećenja električne mreže kako bi se poboljšala stabilnost električne mreže i osigurala sigurnost električne mreže. Njene glavne prednosti su: fleksibilan raspored, dug vijek trajanja, brzo vrijeme odziva i bez štetnih emisija; Nedostatak je što gustina energije znatno varira.

5. Natrijum-sumporna baterija
Natrijum sumporna baterija se sastoji od pozitivnog pola, negativnog pola, elektrolita, dijafragme i omotača. Za razliku od običnih sekundarnih baterija (olovno-kiselinske baterije, nikl-kadmijumske baterije itd.), natrijum sumporna baterija se sastoji od rastopljene elektrode i čvrstog elektrolita. Aktivna supstanca negativnog pola je rastopljeni metal natrijum, a aktivna supstanca pozitivnog pola je tečni sumpor i rastopljeni natrijum polisulfid. Sekundarna baterija ima metal natrijum kao negativnu elektrodu, sumpor kao pozitivnu elektrodu i keramičku cijev kao separator elektrolita. Pod određenim radnim stepenom, natrijumovi ioni mogu reverzibilno reagovati sa sumporom kroz elektrolitnu membranu, oslobađajući i skladišteći energiju.

Kao novi tip hemijskog izvora energije, ova vrsta baterije je značajno razvijena od svog nastanka. Natrijum-sumporna baterija je male veličine, velikog kapaciteta, dugog vijeka trajanja i visoke efikasnosti. Široko se koristi za skladištenje električne energije, kao što je uklanjanje vršnih vrijednosti i popunjavanje dolina, napajanje u hitnim slučajevima i proizvodnja energije vjetra.

Njegove glavne prednosti su sljedeće: 1) Ima veću specifičnu energiju (tj. efektivnu električnu energiju po jedinici mase ili jedinici zapremine baterije). Njegova teorijska specifična energija je 760 Wh/Kg, što je zapravo premašilo 150 Wh/Kg, 3-4 puta više od olovno-kiselinske baterije. 2) Istovremeno, može se prazniti velikom strujom i velikom snagom. Gustina struje pražnjenja obično može doseći 200-300 mA/cm2, a može osloboditi 3 puta više energije od svoje inherentne u trenutku; 3) Visoka efikasnost punjenja i pražnjenja.

Natrijum-sumporne baterije također imaju nedostatke. Njihova radna temperatura je 300-350 ℃, tako da bateriju treba zagrijavati i održavati toplom tokom rada. Međutim, ovaj problem se može efikasno riješiti korištenjem visokoučinkovite tehnologije vakuumske toplotne izolacije.

6. Olovno-ugljična baterija
Olovno-ugljična baterija je vrsta kapacitivne olovno-kiselinske baterije, što je tehnologija razvijena iz tradicionalne olovno-kiselinske baterije. Može značajno poboljšati vijek trajanja olovno-kiselinske baterije dodavanjem aktivnog uglja na negativni pol baterije.

Olovno-ugljična baterija je novi tip super baterije koja kombinuje olovno-kiselinsku bateriju i superkondenzator: ne samo da iskorištava prednosti trenutnog punjenja velikog kapaciteta superkondenzatora, već i specifičnu energetsku prednost olovno-kiselinske baterije, te ima vrlo dobre performanse punjenja i pražnjenja - može se potpuno napuniti za 90 minuta (ako se olovno-kiselinska baterija puni i prazni na ovaj način, njen vijek trajanja je manji od 30 puta). Štaviše, zbog dodatka ugljika (grafena), sprječava se fenomen sulfatizacije negativne elektrode, što smanjuje faktor kvara baterije u prošlosti i produžava vijek trajanja baterije.

Olovno-ugljična baterija je mješavina asimetričnog superkondenzatora i olovno-kiselinske baterije u obliku interne paralelne veze. Kao novi tip super baterije, olovno-ugljična baterija je kombinacija tehnologija olovno-kiselinske baterije i superkondenzatora. To je baterija za skladištenje energije s dvostrukom funkcijom, s kapacitivnim karakteristikama i karakteristikama baterije. Stoga, ne samo da u potpunosti iskorištava prednosti trenutnog punjenja superkondenzatora s velikim kapacitetom, već i u potpunosti iskorištava energetske prednosti olovno-kiselinskih baterija, koje se mogu potpuno napuniti za sat vremena. Ima dobre performanse punjenja i pražnjenja. Zahvaljujući korištenju olovno-ugljične tehnologije, performanse olovno-ugljične baterije su daleko superiornije u odnosu na tradicionalne olovno-kiselinske baterije, koje se mogu koristiti u vozilima s novom energijom, kao što su hibridna električna vozila, električni bicikli i druga područja; Također se može koristiti u području novog skladištenja energije, kao što su proizvodnja energije vjetra i skladištenje energije.