DKSESS 100KW ĀTRĀ TĪKLA/HIBRĪDA VISS VIENĀ SAULES ENERĢIJAS SISTĒMA

Bateriju salīdzinājums enerģijas uzkrāšanas sistēmā
Akumulatora tipa enerģijas uzkrāšana ir ķīmiskā enerģijas uzkrāšana. To var iedalīt svina-skābes akumulatoros, litija akumulatoros, niķeļa-ūdeņraža akumulatoros, šķidruma plūsmas akumulatoros (vanādija akumulatoros), nātrija-sēra akumulatoros, svina-oglekļa akumulatoros utt. atkarībā no izvēlētā akumulatora veida.

1. Svina-skābes akumulators
Svina-skābes akumulatori ir koloīdi un šķidrie (tā sauktie parastie svina-skābes akumulatori). Šie divi akumulatoru veidi tiek izmantoti dažādos reģionos. Koloīdajam akumulatoram ir spēcīga aukstumizturība, tā darba energoefektivitāte ir daudz labāka nekā šķidrajiem akumulatoriem temperatūrā zem 15 °C, un tā siltumizolācijas veiktspēja ir lieliska.

Koloidālais svina-skābes akumulators ir uzlabots parastais svina-skābes akumulators ar šķidru elektrolītu. Koloidālais elektrolīts tiek izmantots sērskābes elektrolīta vietā, kas drošības, uzglabāšanas jaudas, izlādes veiktspējas un kalpošanas laika ziņā ir labāks par parasto akumulatoru. Koloidālais svina-skābes akumulators izmanto gēla elektrolītu, un tajā nav brīva šķidruma. Vienādā tilpumā elektrolītam ir liela ietilpība, liela siltumietilpība un spēcīga siltuma izkliedes spēja, kas var novērst parasto akumulatoru termiskās noteces fenomenu; Elektrodu plāksnes korozija ir vāja zemās elektrolīta koncentrācijas dēļ; Koncentrācija ir vienmērīga, un nav elektrolīta noslāņošanās.

Parastais svina-skābes akumulators ir akumulatora veids, kura elektrods galvenokārt ir izgatavots no svina un tā oksīda, bet elektrolīts ir sērskābes šķīdums. Svina-skābes akumulatora izlādes stāvoklī pozitīvā elektroda galvenā sastāvdaļa ir svina dioksīds, bet negatīvā elektroda galvenā sastāvdaļa ir svins; uzlādes stāvoklī pozitīvā un negatīvā elektroda galvenās sastāvdaļas ir svina sulfāts. Vienšūnas svina-skābes akumulatora nominālais spriegums ir 2,0 V, ko var izlādēt līdz 1,5 V un uzlādēt līdz 2,4 V; pielietojumā sešas vienšūnas svina-skābes baterijas bieži tiek izmantotas virknē, lai izveidotu 12 V nominālo svina-skābes akumulatoru, kā arī 24 V, 36 V, 48 V utt.

Tās priekšrocības galvenokārt ietver: drošu blīvēšanu, gaisa atbrīvošanas sistēmu, vienkāršu apkopi, ilgu kalpošanas laiku, stabilu kvalitāti, augstu uzticamību un bez apkopes; Trūkums ir liels svina piesārņojums un zems enerģijas blīvums (tas ir, pārāk smags).

2. Litija akumulators
"Litija akumulators" ir akumulators, kura katoda materiāls ir litija metāls vai litija sakausējums un elektrolīta šķīdums bez ūdens. To iedala divās kategorijās: litija metāla akumulators un litija jonu akumulators.

Litija metāla akumulatoros kā katoda materiālu parasti izmanto mangāna dioksīdu, kā katoda materiālu — metālu litiju vai tā sakausējumu, un tiek izmantots bezūdens elektrolīta šķīdums. Litija jonu akumulatoros kā katoda materiālus parasti izmanto litija sakausējuma metāla oksīdus, kā katoda materiālus — grafītu un bezūdens elektrolītus. Litija jonu akumulatori nesatur metālisku litiju un tos var uzlādēt. Enerģijas uzkrāšanā izmantotais litija akumulators ir litija jonu akumulators, ko sauc par "litija akumulatoru".

Enerģijas uzkrāšanas sistēmās galvenokārt tiek izmantoti šādi litija akumulatori: litija dzelzs fosfāta akumulators, trīskāršais litija akumulators un litija mangāna akumulators. Vienam akumulatoram ir augsts spriegums, plašs darba temperatūras diapazons, augsta īpatnējā enerģija un efektivitāte, kā arī zems pašizlādes ātrums. Drošību un kalpošanas laiku var uzlabot, izmantojot aizsardzības un izlīdzināšanas shēmas. Tāpēc, ņemot vērā dažādu akumulatoru priekšrocības un trūkumus, litija akumulatori ir kļuvuši par pirmo izvēli enerģijas uzkrāšanas elektrostacijās, pateicoties to relatīvi nobriedušajai rūpnieciskajai ķēdei, drošībai, uzticamībai un videi draudzīgumam.

Tās galvenās priekšrocības ir: ilgs kalpošanas laiks, augsts enerģijas uzglabāšanas blīvums, viegls svars un spēcīga pielāgošanās spēja; Trūkumi ir slikta drošība, viegla eksplozija, augstas izmaksas un ierobežoti lietošanas apstākļi.

Litija dzelzs fosfāts
Litija dzelzs fosfāta akumulators ir litija jonu akumulators, kurā kā katoda materiāls tiek izmantots litija dzelzs fosfāts. Litija jonu akumulatoru katoda materiāli galvenokārt ietver litija kobalātu, litija manganātu, litija niķeļa oksīdu, trīskāršos materiālus, litija dzelzs fosfātu utt. Litija kobalāts ir katoda materiāls, ko izmanto lielākajā daļā litija jonu akumulatoru.

Litija dzelzs fosfāts kā litija jaudas akumulatora materiāls parādījās tikai pēdējos gados. 2005. gadā Ķīnā tika izstrādāts lielas ietilpības litija dzelzs fosfāta akumulators. Tā drošības rādītāji un cikla ilgums ir nesalīdzināms ar citiem materiāliem. 1C uzlādes un izlādes cikla ilgums sasniedz 2000 reizes. Viena akumulatora pārslodzes spriegums ir 30 V, kas nedeg un neplīst, nesprāgst. Lielas ietilpības litija jonu akumulatorus, kas izgatavoti no litija dzelzs fosfāta katoda materiāliem, ir vieglāk izmantot virknē, lai apmierinātu elektrisko transportlīdzekļu biežas uzlādes un izlādes vajadzības.

Litija dzelzs fosfāts ir netoksisks, nepiesārņojošs, drošs, plaši iegūts izejmateriāls, lēts, ar ilgu kalpošanas laiku un citām priekšrocībām. Tas ir ideāls katoda materiāls jaunās paaudzes litija jonu akumulatoriem. Litija dzelzs fosfāta akumulatoram ir arī savi trūkumi. Piemēram, litija dzelzs fosfāta katoda materiāla blīvēšanas blīvums ir mazs, un litija dzelzs fosfāta akumulatora tilpums ar tādu pašu ietilpību ir lielāks nekā litija jonu akumulatoriem, piemēram, litija kobalātam, tāpēc tam nav priekšrocību mikrobaterijās.

Litija dzelzs fosfāta raksturīgo īpašību dēļ tā veiktspēja zemā temperatūrā ir zemāka nekā citiem katoda materiāliem, piemēram, litija manganātam. Kopumā vienai baterijai (ņemiet vērā, ka tā ir viena baterija, nevis akumulatora bloks) izmērītā akumulatora veiktspēja zemā temperatūrā var būt nedaudz augstāka.

Tas ir saistīts ar siltuma izkliedes apstākļiem), tā kapacitātes saglabāšanas ātrums ir aptuveni 60–70 % pie 0 ℃, 40–55 % pie -10 ℃ un 20–40 % pie -20 ℃. Šāda zemas temperatūras veiktspēja acīmredzami nevar apmierināt barošanas avota lietošanas prasības. Pašlaik daži ražotāji ir uzlabojuši litija dzelzs fosfāta zemas temperatūras veiktspēju, uzlabojot elektrolītu sistēmu, uzlabojot pozitīvā elektroda formulu, uzlabojot materiāla veiktspēju un uzlabojot šūnu struktūras dizainu.

Trīskāršais litija akumulators
Trīskāršā polimēra litija akumulators ir litija akumulators, kura katoda materiāls ir litija niķeļa kobalta manganāts (Li (NiCoMn)O2). Trīskāršā kompozītmateriāla katoda materiāls ir izgatavots no niķeļa sāls, kobalta sāls un mangāna sāls kā izejvielām. Niķeļa, kobalta un mangāna proporciju trīskāršā polimēra litija akumulatorā var pielāgot atbilstoši faktiskajām vajadzībām. Akumulatoram ar trīskāršu materiālu kā katodu ir augstāka drošība salīdzinājumā ar litija kobalta akumulatoru, taču tā spriegums ir pārāk zems.

Tās galvenās priekšrocības ir: laba cikla veiktspēja; Trūkums ir ierobežota izmantošana. Tomēr, ņemot vērā stingrāku iekšzemes politiku attiecībā uz trīskāršajiem litija akumulatoriem, trīskāršo litija akumulatoru izstrāde mēdz palēnināties.

Litija mangāna akumulators
Litija manganāta akumulators ir viens no daudzsološākajiem litija jonu katoda materiāliem. Salīdzinot ar tradicionālajiem katoda materiāliem, piemēram, litija kobalātu, litija manganātam ir tādas priekšrocības kā bagātīgi resursi, zemas izmaksas, nepiesārņojums, laba drošība, laba pavairošanas veiktspēja utt. Tas ir ideāls katoda materiāls jaudas akumulatoriem. Tomēr tā sliktā cikla veiktspēja un elektroķīmiskā stabilitāte ievērojami ierobežo tā industrializāciju. Litija manganāts galvenokārt ietver spinela litija manganātu un slāņveida litija manganātu. Spinela litija manganātam ir stabila struktūra un to ir viegli ražot rūpnieciski. Mūsdienu tirgus produkti visi ir ar šo struktūru. Spinela litija manganāts pieder pie kubiskā kristāla sistēmas, Fd3m telpas grupas, un tā teorētiskā īpatnējā ietilpība ir 148 mAh/g. Pateicoties trīsdimensiju tuneļa struktūrai, litija jonus var atgriezeniski izņemt no spinela režģa, neizraisot struktūras sabrukumu, tāpēc tam ir lieliska palielinājuma veiktspēja un stabilitāte.

3. NiMH akumulators
NiMH akumulators ir akumulatora veids ar labu veiktspēju. Niķeļa-ūdeņraža akumulatora pozitīvā aktīvā viela ir Ni (OH)₂ (saukts par NiO elektrodu), negatīvā aktīvā viela ir metāla hidrīds, ko sauc arī par ūdeņraža uzglabāšanas sakausējumu (saukts par ūdeņraža uzglabāšanas elektrodu), un elektrolīts ir 6 mol/l kālija hidroksīda šķīdums.

Niķeļa metāla hidrīda akumulatori ir sadalīti augstsprieguma niķeļa metāla hidrīda akumulatoros un zemsprieguma niķeļa metāla hidrīda akumulatoros.

Zemsprieguma niķeļa metāla hidrīda akumulatoram ir šādas īpašības: (1) akumulatora spriegums ir 1,2–1,3 V, kas atbilst niķeļa-kadmija akumulatoram; (2) augsts enerģijas blīvums, vairāk nekā 1,5 reizes lielāks nekā niķeļa-kadmija akumulatoram; (3) ātra uzlāde un izlāde, laba veiktspēja zemā temperatūrā; (4) hermētisks, spēcīga pārlādēšanas un izlādes izturība; (5) neveidojas dendrītveida kristāli, kas var novērst īssavienojumu akumulatorā; (6) drošs un uzticams, nepiesārņo vidi, nav atmiņas efekta utt.

Augstsprieguma niķeļa-ūdeņraža akumulatoram ir šādas īpašības: (1) Augsta uzticamība. Tam ir laba aizsardzība pret pārlādēšanu un izlādi, tas var izturēt lielu uzlādes izlādes ātrumu un neveido dendrītus. Tam ir labas īpatnējās īpašības. Tā īpatnējā masas kapacitāte ir 60 A · h/kg, kas ir 5 reizes vairāk nekā niķeļa-kadmija akumulatoram. (2) Ilgs ciklu kalpošanas laiks, līdz pat tūkstošiem ciklu. (3) Pilnībā noslēgts, mazāka apkope. (4) Lieliska veiktspēja zemā temperatūrā, un kapacitāte būtiski nemainās pie -10 ℃.

NiMH akumulatora galvenās priekšrocības ir: augsts enerģijas blīvums, ātra uzlāde un izlāde, mazs svars, ilgs kalpošanas laiks, vides piesārņojuma neesamība; trūkumi ir neliels atmiņas efekts, lielākas pārvaldības problēmas un viegli veidojama viena akumulatora separatora kušana.

4. Plūsmas šūna
Šķidruma plūsmas akumulators ir jauna veida akumulators. Šķidruma plūsmas akumulators ir augstas veiktspējas akumulators, kas izmanto pozitīvo un negatīvo elektrolītu, lai atdalītu un cirkulētu atsevišķi. Tam ir raksturīga augsta ietilpība, plašs pielietojuma lauks (vide) un ilgs cikla kalpošanas laiks. Pašlaik tas ir jauns enerģijas produkts.

Šķidruma plūsmas akumulators parasti tiek izmantots enerģijas uzkrāšanas elektrostaciju sistēmā, kas sastāv no kaudzes bloka, elektrolīta šķīduma un elektrolīta šķīduma uzglabāšanas un padeves bloka, vadības un vadības bloka utt. Kodols sastāv no kaudzes un (kaudze sastāv no desmitiem šūnu oksidācijas reducēšanas reakcijai) un vienas šūnas uzlādēšanai un izlādēšanai atbilstoši īpašām prasībām virknē, un tā struktūra ir līdzīga degvielas elementu kaudzes struktūrai.

Vanādija plūsmas akumulators ir jauna veida enerģijas uzkrāšanas un uzglabāšanas iekārta. To var izmantot ne tikai kā atbalsta enerģijas uzkrāšanas ierīci saules un vēja enerģijas ražošanas procesos, bet arī elektrotīkla maksimālās slodzes samazināšanai, lai uzlabotu elektrotīkla stabilitāti un nodrošinātu elektrotīkla drošību. Tā galvenās priekšrocības ir: elastīgs izkārtojums, ilgs cikla kalpošanas laiks, ātrs reakcijas laiks un kaitīgu emisiju neesamība; trūkums ir tas, ka enerģijas blīvums ievērojami atšķiras.

5. Nātrija sēra akumulators
Nātrija sēra akumulators sastāv no pozitīvā pola, negatīvā pola, elektrolīta, diafragmas un apvalka. Atšķirībā no parastajiem sekundārajiem akumulatoriem (svina-skābes akumulatoriem, niķeļa-kadmija akumulatoriem utt.), nātrija sēra akumulators sastāv no izkausēta elektroda un cieta elektrolīta. Negatīvā pola aktīvā viela ir izkausēts nātrija metāls, bet pozitīvā pola aktīvā viela ir šķidrs sērs un izkausēts nātrija polisulfīds. Sekundārais akumulators ar nātrija metālu kā negatīvo elektrodu, sēru kā pozitīvo elektrodu un keramikas cauruli kā elektrolīta separatoru. Noteiktā darba temperatūrā nātrija joni var atgriezeniski reaģēt ar sēru caur elektrolīta membrānu, atbrīvojot un uzglabājot enerģiju.

Kā jauna veida ķīmiskās enerģijas avots, šāda veida akumulators ir ievērojami attīstīts kopš tā parādīšanās. Nātrija sēra akumulatoram ir mazs izmērs, liela ietilpība, ilgs kalpošanas laiks un augsta efektivitāte. To plaši izmanto elektroenerģijas uzkrāšanā, piemēram, pīķu izlīdzināšanā un ieleju aizpildīšanā, avārijas barošanas avotos un vēja enerģijas ražošanā.

Tās galvenās priekšrocības ir šādas: 1) tai ir augstāka īpatnējā enerģija (t. i., efektīvā elektriskā enerģija uz akumulatora masas vai tilpuma vienību). Tās teorētiskā īpatnējā enerģija ir 760 Wh/kg, kas faktiski pārsniedz 150 Wh/kg, kas ir 3–4 reizes vairāk nekā svina-skābes akumulatoriem. 2) tajā pašā laikā tā var izlādēties ar lielu strāvu un jaudu. Tās izlādes strāvas blīvums parasti var sasniegt 200–300 mA/cm2, un tā var acumirklī atbrīvot 3 reizes lielāku enerģiju nekā tai piemītošā enerģija. 3) augsta uzlādes un izlādes efektivitāte.

Nātrija sēra akumulatoram ir arī trūkumi. Tā darba temperatūra ir 300–350 ℃, tāpēc akumulators darbības laikā ir jāuzsilda un jāuztur siltumā. Tomēr šo problēmu var efektīvi atrisināt, izmantojot augstas veiktspējas vakuuma siltumizolācijas tehnoloģiju.

6. Svina oglekļa akumulators
Svina-ogles akumulators ir kapacitatīvs svina-skābes akumulators, kas ir tehnoloģija, kas attīstīta no tradicionālajiem svina-skābes akumulatoriem. Pievienojot aktīvo ogli akumulatora negatīvajam polam, var ievērojami uzlabot svina-skābes akumulatora kalpošanas laiku.

Svina-ogles akumulators ir jauna veida superakumulators, kas apvieno svina-skābes akumulatoru un superkondensatoru: tas ne tikai nodrošina superkondensatora tūlītējas lielas ietilpības uzlādes priekšrocības, bet arī nodrošina svina-skābes akumulatora specifiskās enerģijas priekšrocības, un tam ir ļoti laba uzlādes un izlādes veiktspēja — to var pilnībā uzlādēt 90 minūtēs (ja svina-skābes akumulators tiek uzlādēts un izlādēts šādā veidā, tā kalpošanas laiks ir mazāks par 30 reizēm). Turklāt, pateicoties oglekļa (grafēna) pievienošanai, tiek novērsta negatīvā elektroda sulfācijas parādība, kas samazina akumulatora atteices koeficientu pagātnē un pagarina akumulatora kalpošanas laiku.

Svina-ogles akumulators ir asimetriska superkondensatora un svina-skābes akumulatora maisījums iekšējā paralēlā savienojuma veidā. Kā jauna veida superakumulators, svina-ogles akumulators ir svina-skābes akumulatora un superkondensatora tehnoloģiju apvienojums. Tas ir divējāda funkcija enerģijas uzkrāšanas akumulators ar gan kapacitatīvām īpašībām, gan akumulatora īpašībām. Tāpēc tas ne tikai pilnībā izmanto superkondensatora tūlītējas jaudas uzlādes priekšrocības ar lielu ietilpību, bet arī pilnībā izmanto svina-skābes akumulatoru enerģijas priekšrocības, kurus var pilnībā uzlādēt stundas laikā. Tam ir laba uzlādes un izlādes veiktspēja. Pateicoties svina-ogles tehnoloģijas izmantošanai, svina-ogles akumulatora veiktspēja ir daudz pārāka par tradicionālo svina-skābes akumulatoru veiktspēju, un to var izmantot jaunās enerģijas transportlīdzekļos, piemēram, hibrīdelektroautomobiļos, elektriskajos velosipēdos un citās jomās; to var izmantot arī jaunās enerģijas uzkrāšanas jomā, piemēram, vēja enerģijas ražošanā un enerģijas uzglabāšanā.