DKSESS 100KW OFF GRID/HYBRID VŠE V JEDNOM SOLÁRNÍM SYSTÉMU

Porovnání baterií v systému skladování energie
Bateriové úložiště energie je chemické úložiště energie.Lze jej rozdělit na olověnou baterii, lithiovou baterii, nikl-vodíkovou baterii, baterii s tekutým průtokem (vanadiová baterie), sodnou sírovou baterii, olověnou uhlíkovou baterii atd. podle typu zvolené baterie.

1. Olověná baterie
Mezi olověné baterie patří koloidní a kapalné (tzv. obyčejné olověné baterie).Tyto dva typy baterií se používají v různých regionech.Koloidní baterie má silnou odolnost proti chladu a její pracovní energetická účinnost je mnohem lepší než u kapalné baterie, když je teplota nižší než 15 ° C, a její tepelně izolační výkon je vynikající.

Koloidní olověný akumulátor je vylepšením běžného olověného akumulátoru s kapalným elektrolytem.Koloidní elektrolyt se používá k náhradě elektrolytu kyseliny sírové, která je lepší než běžná baterie z hlediska bezpečnosti, akumulační kapacity, vybíjecího výkonu a životnosti.Koloidní olověná baterie využívá gelový elektrolyt a uvnitř není žádná volná kapalina.Při stejném objemu má elektrolyt velkou kapacitu, velkou tepelnou kapacitu a silnou schopnost odvádět teplo, což může zabránit fenoménu tepelného úniku u obecných baterií;Koroze elektrodové desky je slabá kvůli nízké koncentraci elektrolytu;Koncentrace je rovnoměrná a nedochází k stratifikaci elektrolytu.

Obyčejná olověná baterie je druh baterie, jejíž elektroda je vyrobena převážně z olova a jeho oxidu a elektrolytem je roztok kyseliny sírové.Ve vybitém stavu olověného akumulátoru je hlavní složkou kladné elektrody oxid olovnatý a hlavní složkou záporné elektrody je olovo;Ve stavu nabití jsou hlavními složkami kladných a záporných elektrod síran olovnatý.Jmenovité napětí jednočlánkové olověné baterie je 2,0 V, kterou lze vybíjet na 1,5 V a nabíjet na 2,4 V;V aplikaci se šest jednočlánkových olověných baterií často používá v sérii k vytvoření 12V nominální olověné baterie, stejně jako 24V, 36V, 48V atd.

Mezi jeho přednosti patří především: bezpečné utěsnění, systém odvzdušnění, jednoduchá údržba, dlouhá životnost, stabilní kvalita, vysoká spolehlivost a bezúdržbovost;Nevýhodou je velké znečištění olovem a nízká hustota energie (tedy příliš těžká).

2. Lithiová baterie
"Lithiová baterie" je druh baterie s lithiovým kovem nebo lithiovou slitinou jako katodovým materiálem a nevodným roztokem elektrolytu.Je rozdělena do dvou kategorií: lithiová kovová baterie a lithium-iontová baterie.

Lithiová kovová baterie obecně používá jako katodový materiál oxid manganičitý, jako katodový materiál kovové lithium nebo jeho slitinu a používá nevodný roztok elektrolytu.Lithium-iontové baterie obecně používají oxidy kovů slitiny lithia jako katodové materiály, grafit jako katodové materiály a nevodné elektrolyty.Lithium-iontové baterie neobsahují kovové lithium a lze je dobíjet.Lithiová baterie, kterou používáme při skladování energie, je lithium-iontová baterie, označovaná jako „lithiová baterie“.

Mezi lithiové baterie používané v systému skladování energie patří zejména: lithium-železofosfátová baterie, ternární lithiová baterie a lithium-manganátová baterie.Jedna baterie má vysoké napětí, široký rozsah pracovních teplot, vysokou specifickou energii a účinnost a nízkou míru samovybíjení.Bezpečnost a životnost lze zlepšit použitím ochranných a vyrovnávacích obvodů.Proto, s ohledem na výhody a nevýhody různých baterií, se lithiové baterie staly první volbou pro energetické akumulační elektrárny díky jejich relativně vyspělému průmyslovému řetězci, bezpečnosti, spolehlivosti a šetrnosti k životnímu prostředí.

Jeho hlavní výhody jsou: dlouhá životnost, vysoká hustota akumulační energie, nízká hmotnost a silná přizpůsobivost;Nevýhodou je špatná bezpečnost, snadná exploze, vysoká cena a omezené podmínky použití.

Lithium-železofosfát
Lithium-železofosfátová baterie odkazuje na lithium-iontovou baterii využívající fosforečnan lithný jako katodový materiál.Katodové materiály lithium-iontových baterií zahrnují hlavně kobalát lithný, manganát lithný, oxid lithný a nikl, ternární materiály, fosforečnan lithno-železitý atd. Kobalát lithný je katodový materiál používaný většinou lithium-iontových baterií.

Lithium-železofosfát jako materiál lithiové baterie se objevil teprve v posledních letech.V roce 2005 byla v Číně vyvinuta velkokapacitní lithium-železofosfátová baterie.Jeho bezpečnost a životnost jsou nesrovnatelné s jinými materiály.Životnost cyklu nabíjení a vybíjení 1C dosahuje 2000krát.Přebíjecí napětí jedné baterie je 30V, která se nespálí a proražení neexploduje.Lithium-iontové baterie s velkou kapacitou vyrobené z katodových materiálů s fosforečnanem lithným se snadněji používají v sérii, aby vyhovovaly potřebám častého nabíjení a vybíjení elektrických vozidel.

Fosforečnan lithný je netoxický, bez znečištění, bezpečný, široce pocházející suroviny, levný, s dlouhou životností a další výhody.Je to ideální katodový materiál pro lithium-iontové baterie nové generace.Lithium-železofosfátová baterie má také své nevýhody.Například hustota pěchování katodového materiálu s fosforečnanem lithným je malá a objem baterie s fosforečnanem lithným se stejnou kapacitou je větší než u lithium-iontových baterií, jako je kobalát lithný, takže nemá žádné výhody v mikrobateriích.

Vzhledem k inherentním vlastnostem fosforečnanu lithného a železnatého je jeho nízkoteplotní výkon horší než u jiných katodových materiálů, jako je manganan lithný.Obecně platí, že pro jeden článek (všimněte si, že se jedná spíše o jeden článek než o baterii) může být naměřený výkon baterie při nízké teplotě o něco vyšší,

To souvisí s podmínkami rozptylu tepla), jeho míra zachování kapacity je asi 60~70% při 0 ℃, 40~55% při -10 ℃ a 20~40% při -20 ℃.Takový výkon při nízkých teplotách zjevně nemůže splnit požadavky na použití napájecího zdroje.V současné době někteří výrobci zlepšili nízkoteplotní výkon fosforečnanu lithného a železa zlepšením systému elektrolytů, zlepšením vzorce kladné elektrody, zlepšením materiálového výkonu a zlepšením konstrukce buněčné struktury.

Ternární lithiová baterie
Ternární polymerní lithiová baterie označuje lithiovou baterii, jejíž katodový materiál je ternární katodový materiál lithium nikl kobaltmanganát (Li (NiCoMn) O2).Ternární kompozitní katodový materiál je vyroben z niklové soli, kobaltové soli a manganové soli jako suroviny.Podíl niklu, kobaltu a manganu v ternární polymerové lithiové baterii lze upravit podle aktuální potřeby.Baterie s ternárním materiálem jako katodou má vysokou bezpečnost ve srovnání s lithiovou kobaltovou baterií, ale její napětí je příliš nízké.

Jeho hlavní výhody jsou: dobrý výkon cyklu;Nevýhodou je omezené použití.V důsledku zpřísnění domácích politik týkajících se ternárních lithiových baterií má však vývoj ternárních lithiových baterií tendenci zpomalovat.

Lithium-manganátová baterie
Lithium-manganátová baterie je jedním z nejslibnějších lithium-iontových katodových materiálů.Ve srovnání s tradičními katodovými materiály, jako je kobalát lithný, má manganát lithný výhody bohatých zdrojů, nízké ceny, žádné znečištění, dobrá bezpečnost, dobrý násobící výkon atd. Je to ideální katodový materiál pro napájecí baterie.Nicméně jeho špatná výkonnost cyklu a elektrochemická stabilita značně omezují jeho industrializaci.Lithiummanganát zahrnuje hlavně spinellithiummanganát a vrstvený lithiummanganát.Spinel lithium manganát má stabilní strukturu a lze jej snadno realizovat v průmyslové výrobě.Všechny dnešní tržní produkty mají tuto strukturu.Spinel lithium manganát patří do kubického krystalového systému, prostorové skupiny Fd3m a teoretická specifická kapacita je 148mAh/g.Vzhledem k trojrozměrné struktuře tunelu mohou být ionty lithia reverzibilně odstraněny ze spinelové mřížky, aniž by způsobily kolaps struktury, takže má vynikající zvětšení a stabilitu.

3. NiMH baterie
NiMH baterie je druh baterie s dobrým výkonem.Kladnou aktivní látkou nikl-vodíkové baterie je Ni (OH) 2 (nazývaná NiO elektroda), zápornou aktivní látkou je hydrid kovu, nazývaný také slitina pro skladování vodíku (nazývaná elektroda pro skladování vodíku), a elektrolytem je 6mol/l roztok hydroxidu draselného. .

Nikl metal hydridová baterie se dělí na vysokonapěťovou nikl metal hydridovou baterii a nízkonapěťovou nikl metal hydridovou baterii.

Nízkonapěťová nikl-metal hydridová baterie má následující vlastnosti: (1) Napětí baterie je 1,2~1,3 V, což odpovídá nikl-kadmiové baterii;(2) Vysoká hustota energie, více než 1,5krát vyšší než u nikl-kadmiové baterie;(3) Rychlé nabíjení a vybíjení, dobrý výkon při nízkých teplotách;(4) Utěsnitelná, silná odolnost proti přebíjení a vybíjení;(5) Žádné generování dendritických krystalů, které mohou zabránit zkratu v baterii;(6) Bezpečné a spolehlivé, žádné znečištění životního prostředí, žádný paměťový efekt atd.

Vysokonapěťová nikl-vodíková baterie má následující vlastnosti: (1) Silná spolehlivost.Má dobrou ochranu proti přebití a přebití, vydrží vysokou rychlost vybíjení a nevytváří se dendrit.Má dobré specifické vlastnosti.Jeho specifická hmotnostní kapacita je 60A · h/kg, což je 5krát více než u nikl-kadmiové baterie.(2) Dlouhá životnost cyklu, až tisíckrát.(3) Plně utěsněné, méně údržby.(4) Výkon při nízkých teplotách je vynikající a kapacita se výrazně nemění při -10 ℃.

Hlavní výhody NiMH baterie jsou: vysoká hustota energie, rychlé nabíjení a vybíjení, nízká hmotnost, dlouhá životnost, žádné znečištění životního prostředí;Nevýhodou je mírný paměťový efekt, více problémů se správou a snadné tavení separátoru jedné baterie.

4. Průtoková buňka
Liquid flow battery je nový typ baterie.Liquid flow battery je vysoce výkonná baterie, která využívá kladný a záporný elektrolyt k separaci a oddělené cirkulaci.Vyznačuje se vysokou kapacitou, širokým aplikačním polem (životní prostředí) a dlouhou životností.V současnosti je to nový energetický produkt.

Tekutinová průtoková baterie se obecně používá v systému energetické akumulační elektrárny, která se skládá ze zásobníku, zásobníku elektrolytového roztoku a zásobníku a napájecího zdroje elektrolytického roztoku, řídicí a řídicí jednotky atd. Jádro je složeno z zásobníku a (zásobník je složený z desítek článků pro oxidačně redukční reakci) a jednoho článku pro nabíjení a vybíjení podle specifických požadavků v sérii a jeho struktura je podobná jako u sady palivových článků.

Vanadiová průtoková baterie je nový typ zařízení pro ukládání a skladování energie.Může být použit nejen jako podpůrné zařízení pro ukládání energie pro procesy výroby solární a větrné energie, ale také může být použit pro špičkové oholení elektrické sítě pro zlepšení stability elektrické sítě a zajištění bezpečnosti elektrické sítě.Jeho hlavní výhody jsou: flexibilní uspořádání, dlouhá životnost, rychlá odezva a žádné škodlivé emise;Nevýhodou je, že hustota energie se velmi liší.

5. Sodná sirná baterie
Sodná sírová baterie se skládá z kladného pólu, záporného pólu, elektrolytu, membrány a pláště.Na rozdíl od běžných sekundárních baterií (olověné baterie, nikl-kadmiové baterie atd.) se sodná sirná baterie skládá z roztavené elektrody a pevného elektrolytu.Aktivní látkou záporného pólu je roztavený kovový sodík a aktivní látkou kladného pólu je kapalná síra a roztavený polysulfid sodný.Sekundární baterie s kovovým sodíkem jako zápornou elektrodou, sírou jako kladnou elektrodou a keramickou trubicí jako separátorem elektrolytu.Při určitém pracovním stupni mohou sodné ionty reverzibilně reagovat se sírou přes membránu elektrolytu za vzniku uvolňování a ukládání energie.

Jako nový typ chemického zdroje energie byl tento druh baterie od svého vzniku značně vyvinut.Sodná sírová baterie má malé rozměry, velkou kapacitu, dlouhou životnost a vysokou účinnost.Je široce používán při skladování elektrické energie, jako je špičkové holení a plnění údolí, nouzové napájení a výroba větrné energie.

Jeho hlavní výhody jsou následující: 1) Má vyšší měrnou energii (tj. efektivní elektrickou energii na jednotku hmotnosti nebo jednotku objemu baterie).Jeho teoretická měrná energie je 760 Wh/Kg, což ve skutečnosti přesáhlo 150 Wh/kg, 3-4krát více než u olověných baterií.2) Současně se může vybíjet velkým proudem a vysokým výkonem.Jeho hustota vybíjecího proudu může obecně dosáhnout 200-300 mA/cm2 a může v okamžiku uvolnit 3násobek své vlastní energie;3) Vysoká účinnost nabíjení a vybíjení.

Sodná sírová baterie má také nedostatky.Jeho pracovní teplota je 300-350 ℃, takže baterie musí být během provozu zahřívána a udržována v teple.Tento problém lze však efektivně vyřešit použitím vysoce výkonné vakuové tepelné izolace.

6. Olověná uhlíková baterie
Olověná uhlíková baterie je druh kapacitní olověné baterie, což je technologie vyvinutá z tradičních olověných baterií.Může výrazně zlepšit životnost olověné baterie přidáním aktivního uhlíku na záporný pól baterie.

Olověná uhlíková baterie je nový typ superbaterie, která kombinuje olověnou baterii a superkondenzátor: nejenže nabízí výhody okamžitého velkokapacitního nabití superkondenzátoru, ale také dává prostor specifické energii. výhodou olověného akumulátoru, a má velmi dobrý nabíjecí a vybíjecí výkon - lze jej plně nabít za 90 minut (pokud je olověný akumulátor nabíjen a vybíjen tímto způsobem, jeho životnost je méně než 30násobná).Navíc díky přidání uhlíku (grafenu) je zabráněno jevu sulfatace záporné elektrody, což zlepšuje faktor selhání baterie v minulosti a prodlužuje životnost baterie.

Olověná uhlíková baterie je směsí asymetrického superkondenzátoru a olověného akumulátoru ve formě vnitřního paralelního zapojení.Jako nový typ superbaterie je olověná uhlíková baterie kombinací technologií olověné baterie a superkondenzátoru.Jedná se o dvoufunkční akumulátorovou baterii s kapacitními i bateriovými vlastnostmi.Proto nejenže naplno využívá výhody superkondenzátorového okamžitého nabíjení s velkou kapacitou, ale také naplno využívá energetické výhody olověných akumulátorů, které lze plně nabít za hodinu.Má dobrý nabíjecí a vybíjecí výkon.Díky použití technologie olověného uhlíku je výkon olověných uhlíkových baterií mnohem lepší než výkon tradičních olověných baterií, které lze použít v nových energetických vozidlech, jako jsou hybridní elektrická vozidla, elektrická kola a další pole;Může být také použit v oblasti nového skladování energie, jako je výroba větrné energie a skladování energie.