DKSESS 100KW VÄLJAS GRID/HÜBRIID KÕIK ÜHES ​​PÄIKESESÜSTEEM

Akude võrdlus energiasalvestussüsteemis
Aku tüüpi energiasalvesti on keemiline energiasalvesti.Vastavalt valitud aku tüübile võib selle jagada pliiakuks, liitiumakuks, nikkelvesiniku akuks, vedelikuvoolu akuks (vanaadiumiaku), naatriumväävliakuks, pliiakuks jne.

1. Pliiaku
Pliihappepatareide hulka kuuluvad kolloid- ja vedelakud (nn tavaline pliiaku).Neid kahte tüüpi patareisid kasutatakse erinevates piirkondades.Kolloidpatareil on tugev külmakindlus ja selle tööenergiatõhusus on palju parem kui vedelaku oma, kui temperatuur on alla 15 °C, ja selle soojusisolatsiooniomadused on suurepärased.

Kolloid-pliiaku on vedela elektrolüüdiga tavalise pliiaku täiustus.Kolloidset elektrolüüti kasutatakse väävelhappe elektrolüüdi asendamiseks, mis on ohutuse, salvestusmahu, tühjenemise ja kasutusea poolest parem kui tavaline aku.Kolloidne pliiaku kasutab geelelektrolüüti ja sees pole vaba vedelikku.Sama mahu korral on elektrolüüdil suur võimsus, suur soojusmahtuvus ja tugev soojuse hajumise võime, mis võib vältida üldiste patareide termilist põgenemisnähtust;Elektroodplaadi korrosioon on madala elektrolüüdi kontsentratsiooni tõttu nõrk;Kontsentratsioon on ühtlane ja elektrolüütide kihistumine puudub.

Tavaline pliiaku on omamoodi aku, mille elektrood on peamiselt valmistatud pliist ja selle oksiidist ning elektrolüüdiks on väävelhappe lahus.Pliiaku tühjenemise olekus on positiivse elektroodi põhikomponendiks pliidioksiid ja negatiivse elektroodi põhikomponendiks plii;Laadimisolekus on positiivsete ja negatiivsete elektroodide põhikomponendid pliisulfaat.Üheelemendilise pliiaku nimipinge on 2,0 V, mida saab tühjendada kuni 1,5 V ja laadida kuni 2,4 V;Rakenduses kasutatakse sageli järjestikku kuut üheelemendilist pliiakut, et moodustada 12 V nimipingega pliiaku, samuti 24 V, 36 V, 48 V jne.

Selle eelised hõlmavad peamiselt järgmist: ohutu tihendus, õhuvabastussüsteem, lihtne hooldus, pikk kasutusiga, stabiilne kvaliteet, kõrge töökindlus ja hooldusvaba;Puuduseks on see, et pliisaste on suur ja energiatihedus madal (st liiga raske).

2. Liitiumaku
"Liitiumpatarei" on aku, mille katoodmaterjaliks on liitiummetalli või liitiumisulam ja mittevesilahus.See on jagatud kahte kategooriasse: liitiummetalli aku ja liitiumioonaku.

Metallliitiumpatarei puhul kasutatakse katoodmaterjalina tavaliselt mangaandioksiidi, katoodmaterjalina metallist liitiumi või selle sulamit ja mittevesilahust.Liitiumioonakud kasutavad tavaliselt katoodmaterjalina liitiumisulami metallioksiide, katoodmaterjalina grafiiti ja mittevesielektrolüüte.Liitiumioonakud ei sisalda metallilist liitiumi ja neid saab laadida.Liitiumaku, mida me energiasalvestamiseks kasutame, on liitiumioonaku, mida nimetatakse "liitiumakuks".

Energiasalvestussüsteemis kasutatavad liitiumakud hõlmavad peamiselt: liitiumraudfosfaadi akut, kolmekomponentset liitiumakut ja liitiummanganaadi akut.Ühel akul on kõrge pinge, lai töötemperatuuri vahemik, kõrge erienergia ja tõhusus ning madal isetühjenemise kiirus.Ohutust ja eluiga saab parandada kaitse- ja tasandusahelate abil.Seetõttu on liitiumakud, arvestades erinevate akude eeliseid ja puudusi, saanud oma suhteliselt küpse tööstusliku ahela, ohutuse, töökindluse ja keskkonnasõbralikkuse tõttu esimeseks valikuks energiasalvestavate elektrijaamade jaoks.

Selle peamised eelised on: pikk kasutusiga, kõrge salvestusenergia tihedus, kerge kaal ja tugev kohanemisvõime;Puuduseks on halb ohutus, lihtne plahvatus, kõrge hind ja piiratud kasutustingimused.

Liitium raudfosfaat
Liitiumraudfosfaatpatarei viitab liitiumioonakule, mis kasutab katoodimaterjalina liitiumraudfosfaati.Liitiumioonakude katoodmaterjalide hulka kuuluvad peamiselt liitiumkobalaat, liitiummanganaat, liitiumnikkeloksiid, kolmekomponentsed materjalid, liitiumraudfosfaat jne. Liitiumkobalaat on katoodmaterjal, mida enamik liitiumioonakusid kasutab.

Liitiumraudfosfaat kui liitiumaku materjal ilmus alles viimastel aastatel.2005. aastal töötati Hiinas välja suure mahutavusega liitiumraudfosfaadi aku.Selle ohutusnäitajad ja tsükli eluiga on võrreldamatud teiste materjalidega.1C laadimise ja tühjendamise tsükli eluiga ulatub 2000 korrani.Üksiku aku ülelaadimispinge on 30 V, mis ei põle ja torke ei plahvata.Liitiumraudfosfaatkatoodi materjalidest valmistatud suure mahutavusega liitiumioonakusid on lihtsam järjestikku kasutada, et rahuldada elektrisõidukite sagedase laadimise ja tühjendamise vajadusi.

Liitiumraudfosfaat on mittetoksiline, saastevaba, ohutu, laialdaselt hangitud tooraine, odav, pikk kasutusiga ja muud eelised.See on ideaalne katoodmaterjal uue põlvkonna liitiumioonakude jaoks.Liitiumraudfosfaatpatareil on ka omad miinused.Näiteks liitiumraudfosfaatkatoodi materjali tampimistihedus on väike ja võrdse võimsusega liitiumraudfosfaatpatareide maht on suurem kui liitiumioonakudel, nagu liitiumkobalaat, seega pole sellel mikropatareide puhul eeliseid.

Liitiumraudfosfaadile omaste omaduste tõttu on selle toimivus madalal temperatuuril halvem kui teistel katoodmaterjalidel, näiteks liitiummanganaadil.Üldiselt võib ühe elemendi puhul (pidage meeles, et tegemist on pigem ühe elemendiga kui akuplokiga) aku mõõdetud jõudlus madalal temperatuuril olla veidi kõrgem,

See on seotud soojuse hajumise tingimustega), selle võimsuse säilivusaste on umbes 60–70% temperatuuril 0 ℃, 40–55% temperatuuril –10 ℃ ja 20–40% temperatuuril –20 ℃.Selline madala temperatuuriga jõudlus ei vasta ilmselt toiteallika kasutusnõuetele.Praegu on mõned tootjad parandanud liitiumraudfosfaadi toimivust madalal temperatuuril, parandades elektrolüüdisüsteemi, parandades positiivse elektroodi valemit, parandades materjali jõudlust ja parandades raku struktuuri disaini.

Kolmekordne liitiumaku
Kolmekomponentne polümeer-liitiumaku viitab liitiumakule, mille katoodmaterjal on liitium-nikkel-koobaltmanganaat (Li (NiCoMn) O2) kolmekomponentne katoodmaterjal.Kolmekomponentne komposiitkatoodi materjal on valmistatud toorainena niklisoolast, koobaltisoolast ja mangaanisoolast.Nikli, koobalti ja mangaani osakaalu kolmekomponentsetes polümeersetes liitiumakudes saab reguleerida vastavalt tegelikele vajadustele.Katoodina kolmekomponendilise materjaliga akul on liitiumkoobaltpatareiga võrreldes kõrge ohutus, kuid selle pinge on liiga madal.

Selle peamised eelised on: hea tsükli jõudlus;Puuduseks on piiratud kasutus.Kolmekomponentsete liitiumpatareide sisepoliitika karmistamise tõttu kipub kolmekomponentsete liitiumakude areng aga aeglustuma.

Liitiummanganaadi aku
Liitiummanganaadi aku on üks paljutõotavamaid liitiumioonkatoodi materjale.Võrreldes traditsiooniliste katoodmaterjalidega, nagu liitiumkobalaat, on liitiummanganaadi eeliseks rikkalikud ressursid, madal hind, reostuse puudumine, hea ohutus, hea paljunemisvõime jne. See on ideaalne katoodmaterjal toiteakude jaoks.Kuid selle halb tsükli jõudlus ja elektrokeemiline stabiilsus piiravad suuresti selle industrialiseerimist.Liitiummanganaat sisaldab peamiselt spinellliitiummanganaati ja kihilist liitiummanganaati.Liitiummanganaadi spinell on stabiilse struktuuriga ja seda on lihtne tööstuslikult toota.Tänapäeva turutooted on kõik selle struktuuriga.Spinellliitiummanganaat kuulub kuupkristallide süsteemi, Fd3m ruumirühma ja teoreetiline erivõimsus on 148 mAh / g.Kolmemõõtmelise tunnelistruktuuri tõttu saab liitiumioone spinellvõrest pööratavalt välja, ilma et see põhjustaks struktuuri kokkuvarisemist, nii et sellel on suurepärane suurendusjõudlus ja stabiilsus.

3. NiMH aku
NiMH aku on hea jõudlusega aku.Nikkelvesinikpatarei positiivne toimeaine on Ni (OH) 2 (nimetatakse NiO elektroodiks), negatiivne toimeaine on metallhüdriid, mida nimetatakse ka vesinikku salvestavaks sulamiks (nimetatakse vesinikku salvestavaks elektroodiks) ja elektrolüüdiks on 6 mol/l kaaliumhüdroksiidi lahus. .

Nikkelmetallhüdriidaku jaguneb kõrgepinge nikkelmetallhüdriidakuks ja madalpinge nikkelmetallhüdriidakuks.

Madalpinge nikkelmetallhüdriidpatareil on järgmised omadused: (1) aku pinge on 1,2–1,3 V, mis on samaväärne nikkelkaadmiumakuga;(2) kõrge energiatihedus, rohkem kui 1,5 korda suurem kui kaadmiumnikkelaku energiatihedus;(3) kiire laadimine ja tühjendamine, hea jõudlus madalal temperatuuril;(4) suletav, tugev ülelaadimis- ja tühjenemiskindlus;(5) puudub dendriitkristallide teke, mis võib takistada akus lühist;(6) Ohutu ja usaldusväärne, ei saasta keskkonda, puudub mäluefekt jne.

Kõrgepinge nikkelvesiniku akul on järgmised omadused: (1) Tugev töökindlus.Sellel on hea ülelaadimise ja ülelaadimise kaitse, see talub kõrget laadimise tühjenemiskiirust ja sellel puudub dendriidi moodustumine.Sellel on hea spetsiifiline omadus.Selle erimassivõimsus on 60A · h/kg, mis on 5 korda suurem kui kaadmiumnikkelaku oma.(2) Pikk tsükli eluiga, kuni tuhandeid kordi.(3) Täielikult suletud, vähem hooldust.(4) Madala temperatuuri jõudlus on suurepärane ja võimsus ei muutu oluliselt temperatuuril -10 ℃.

NiMH aku peamised eelised on: kõrge energiatihedus, kiire laadimis- ja tühjenduskiirus, kerge kaal, pikk kasutusiga, keskkonnareostus puudub;Puuduseks on väike mäluefekt, rohkem haldusprobleeme ja lihtne moodustada ühe aku eraldaja sulamine.

4. Voolulahter
Liquid flow aku on uut tüüpi aku.Liquid flow aku on suure jõudlusega aku, mis kasutab eraldamiseks ja eraldi ringlemiseks positiivset ja negatiivset elektrolüüti.Sellel on suur võimsus, lai kasutusala (keskkond) ja pikk kasutusiga.See on praegu uus energiatoode.

Vedelikuvooluakut kasutatakse üldiselt energiasalvestavate elektrijaamade süsteemis, mis koosneb korstnamoodulist, elektrolüüdilahuse ja elektrolüüdilahuse salvestus- ja toiteplokist, juhtimis- ja juhtimisplokist jne. Südamik koosneb korstnast ja (korst on koosneb kümnetest rakkudest oksüdatsiooni redutseerimisreaktsiooni jaoks) ja ühest elemendist laadimiseks ja tühjendamiseks vastavalt konkreetsetele nõuetele seeriaviisiliselt ning selle struktuur on sarnane kütuseelementide virna omaga.

Vanadium flow aku on uut tüüpi energiasalvestus- ja energiasalvestusseade.Seda ei saa kasutada mitte ainult toetava energiasalvestusseadmena päikese- ja tuuleenergia tootmisprotsessides, vaid seda saab kasutada ka elektrivõrgu maksimaalseks raseerimiseks, et parandada elektrivõrgu stabiilsust ja tagada elektrivõrgu turvalisus.Selle peamised eelised on: paindlik paigutus, pikk tsükli eluiga, kiire reageerimisaeg ja kahjulike heitmete puudumine;Puuduseks on see, et energiatihedus on väga erinev.

5. Naatriumväävli aku
Naatriumväävliaku koosneb positiivsest poolusest, negatiivsest poolusest, elektrolüüdist, membraanist ja kestast.Erinevalt tavalistest sekundaarakudest (plii-happeakud, nikkelkaadmiumakud jne) koosneb naatriumväävliaku sulaelektroodist ja tahkest elektrolüüdist.Negatiivse pooluse toimeaine on sulametalli naatrium ja positiivse pooluse toimeaine on vedel väävel ja sulatatud naatriumpolüsulfiid.Sekundaarne aku, mille negatiivne elektrood on metallist naatrium, positiivne elektrood on väävel ja elektrolüüdi eraldaja on keraamiline toru.Teatud tööastmel võivad naatriumiioonid reageerida pöörduvalt väävliga läbi elektrolüüdi membraani, moodustades energia vabanemise ja salvestamise.

Uut tüüpi keemilise toiteallikana on seda tüüpi akut alates selle loomisest palju edasi arendatud.Naatriumväävliaku on väikese suurusega, suure mahutavusega, pika elueaga ja kõrge efektiivsusega.Seda kasutatakse laialdaselt elektrienergia salvestamisel, nagu raseerimine ja oru täitmine, avariitoitevarustus ja tuuleenergia tootmine.

Selle peamised eelised on järgmised: 1) Sellel on suurem erienergia (st efektiivne elektrienergia aku massi- või ruumalaühiku kohta).Selle teoreetiline erienergia on 760Wh/kg, mis on tegelikult ületanud 150Wh/kg, mis on 3-4 korda suurem pliiaku omast.2) Samal ajal võib see tühjendada suure voolu ja suure võimsusega.Selle tühjendusvoolu tihedus võib üldiselt ulatuda 200–300 mA/cm2 ja see võib hetkega vabastada 3 korda oma energiast;3) kõrge laadimise ja tühjendamise efektiivsus.

Naatriumväävli akul on ka puudusi.Selle töötemperatuur on 300-350 ℃, seega tuleb akut töötamise ajal soojendada ja soojas hoida.Seda probleemi saab aga tõhusalt lahendada suure jõudlusega vaakumsoojusisolatsioonitehnoloogia abil.

6. Plii süsiniku aku
Pliiaku on omamoodi mahtuvuslik pliiaku, mis on traditsioonilisest pliiakust arenenud tehnoloogia.See võib oluliselt parandada pliiaku eluiga, lisades aku negatiivsele poolusele aktiivsütt.

Pliiaku on uut tüüpi superaku, mis ühendab endas pliiaku ja superkondensaatori: see mitte ainult ei anna mängu superkondensaatori kiire suure võimsusega laadimise eelistele, vaid annab mängu ka konkreetsele energiale. pliiaku eelis ning sellel on väga hea laadimis- ja tühjendusjõudlus - seda saab täis laadida 90 minutiga (kui pliiakut sellisel viisil laadida ja tühjendada, on selle eluiga alla 30 korra).Lisaks on süsiniku (grafeeni) lisamise tõttu ära hoitud negatiivse elektroodi sulfatsiooni nähtus, mis parandab aku minevikus esinenud rikke tegurit ja pikendab aku kasutusiga.

Pliiaku on asümmeetrilise superkondensaatori ja pliiaku segu sisemise paralleelühenduse kujul.Uut tüüpi superakuna on plii-süsinikpatarei kombinatsioon pliiaku ja superkondensaatori tehnoloogiatest.See on kahe funktsiooniga energiasalvesti, millel on nii mahtuvuslikud kui ka aku omadused.Seetõttu ei anna see mitte ainult täielikku mängu suure mahutavusega superkondensaatoriga kiirlaadimise eelistele, vaid annab täieliku mängu ka pliiakude energiaeelistele, mida saab täis laadida tunniga.Sellel on hea laadimis- ja tühjendusjõudlus.Pliisüsiniktehnoloogia kasutamise tõttu on pliiaku jõudlus palju parem kui traditsioonilisel pliihappeakul, mida saab kasutada uutes energiasõidukites, näiteks hübriidelektrisõidukites, elektrijalgratastes ja muudes valdkondades;Seda saab kasutada ka uue energia salvestamise valdkonnas, nagu tuuleenergia tootmine ja energia salvestamine.