DKSESS 100KW OFF-NET/HYBRIDE ALLES IN ÉÉN ZONNE-ENERGIESYSTEEM

Vergelijking van batterijen in energieopslagsysteem
Energieopslag van het batterijtype is chemische energieopslag.Het kan worden onderverdeeld in loodzuurbatterij, lithiumbatterij, nikkel-waterstofbatterij, vloeistofstroombatterij (vanadiumbatterij), natriumzwavelbatterij, loodkoolstofbatterij, enz. Afhankelijk van het type batterij dat is geselecteerd.

1. Loodzuuraccu
Loodzuuraccu's bevatten colloïde en vloeistof (de zogenaamde gewone loodzuuraccu).Deze twee typen batterijen worden gebruikt in verschillende regio's.De colloïdbatterij heeft een sterke koudebestendigheid en de werkende energie-efficiëntie is veel beter dan die van de vloeibare batterij wanneer de temperatuur lager is dan 15 ° C, en de thermische isolatieprestaties zijn uitstekend.

Colloïd-loodzuuraccu is een verbetering ten opzichte van de gangbare loodzuuraccu met vloeibaar elektrolyt.De colloïde-elektrolyt wordt gebruikt om de zwavelzuur-elektrolyt te vervangen, die beter is dan de gewone batterij op het gebied van veiligheid, opslagcapaciteit, ontladingsprestaties en levensduur.Colloïdale loodzuurbatterij gebruikt gelelektrolyt en er zit geen vrije vloeistof in.Onder hetzelfde volume heeft de elektrolyt een grote capaciteit, een grote warmtecapaciteit en een sterk warmteafvoervermogen, wat het thermische wegloperfenomeen van algemene batterijen kan voorkomen;De corrosie van de elektrodeplaat is zwak vanwege de lage elektrolytconcentratie;De concentratie is uniform en er is geen elektrolytstratificatie.

Gewone loodzuurbatterij is een soort batterij waarvan de elektrode voornamelijk is gemaakt van lood en zijn oxide, en de elektrolyt is een zwavelzuuroplossing.In de ontlaadtoestand van een loodzuuraccu is looddioxide het hoofdbestanddeel van de positieve elektrode en lood het hoofdbestanddeel van de negatieve elektrode;In laadtoestand zijn de belangrijkste componenten van positieve en negatieve elektroden loodsulfaat.De nominale spanning van een eencellige loodzuuraccu is 2,0 V, die kan worden ontladen tot 1,5 V en opgeladen tot 2,4 V;In de praktijk worden zes eencellige loodzuuraccu's vaak in serie gebruikt om een ​​nominale loodzuuraccu van 12 V te vormen, evenals 24 V, 36 V, 48 V, enz.

De voordelen zijn voornamelijk: veilige afdichting, ontluchtingssysteem, eenvoudig onderhoud, lange levensduur, stabiele kwaliteit, hoge betrouwbaarheid en onderhoudsvrij;Het nadeel is dat de loodvervuiling groot is en de energiedichtheid laag (dus te zwaar).

2. Lithiumbatterij
"Lithiumbatterij" is een soort batterij met lithiummetaal of lithiumlegering als kathodemateriaal en niet-waterige elektrolytoplossing.Het is verdeeld in twee categorieën: lithium-metaalbatterij en lithium-ionbatterij.

Lithium-metaalbatterijen gebruiken over het algemeen mangaandioxide als kathodemateriaal, metaallithium of zijn legeringsmetaal als kathodemateriaal en gebruiken niet-waterige elektrolytoplossing.Lithium-ionbatterijen gebruiken over het algemeen metaaloxiden van lithiumlegeringen als kathodematerialen, grafiet als kathodematerialen en niet-waterige elektrolyten.Lithium-ionbatterijen bevatten geen metallisch lithium en kunnen worden opgeladen.De lithiumbatterij die we gebruiken voor energieopslag is een lithium-ionbatterij, ook wel "lithiumbatterij" genoemd.

De lithiumbatterijen die in het energieopslagsysteem worden gebruikt, omvatten voornamelijk: lithium-ijzerfosfaatbatterij, ternaire lithiumbatterij en lithiummangaanbatterij.De enkele batterij heeft een hoge spanning, een breed werktemperatuurbereik, een hoge specifieke energie en efficiëntie en een lage zelfontlading.De veiligheid en levensduur kunnen worden verbeterd door gebruik te maken van beveiligings- en egalisatiecircuits.Gezien de voor- en nadelen van verschillende batterijen, zijn lithiumbatterijen daarom de eerste keuze geworden voor energieopslagcentrales vanwege hun relatief volwassen industriële keten, veiligheid, betrouwbaarheid en milieuvriendelijkheid.

De belangrijkste voordelen zijn: lange levensduur, hoge opslagenergiedichtheid, lichtgewicht en sterk aanpassingsvermogen;De nadelen zijn slechte veiligheid, gemakkelijke explosie, hoge kosten en beperkte gebruiksomstandigheden.

Lithium-ijzerfosfaat
Lithium-ijzerfosfaatbatterij verwijst naar de lithium-ionbatterij die lithiumijzerfosfaat als kathodemateriaal gebruikt.De kathodematerialen van lithiumionbatterijen omvatten voornamelijk lithiumcobalaat, lithiummanganaat, lithiumnikkeloxide, ternaire materialen, lithiumijzerfosfaat, enz. Lithiumcobalaat is het kathodemateriaal dat door de meeste lithiumionbatterijen wordt gebruikt.

Lithium-ijzerfosfaat als materiaal voor lithiumbatterijen is pas de laatste jaren verschenen.In 2005 werd in China een lithium-ijzerfosfaatbatterij met grote capaciteit ontwikkeld.De veiligheidsprestaties en levensduur zijn onvergelijkbaar met andere materialen.De levensduur van 1C opladen en ontladen bereikt 2000 keer.De overlaadspanning van een enkele batterij is 30V, die niet zal branden en lek zal niet exploderen.Lithium-ionbatterijen met een grote capaciteit gemaakt van lithium-ijzerfosfaat-kathodematerialen zijn gemakkelijker in serie te gebruiken om te voldoen aan de behoeften van frequent opladen en ontladen van elektrische voertuigen.

Lithium-ijzerfosfaat is niet-toxisch, vrij van vervuiling, veilig, op grote schaal geproduceerde grondstoffen, goedkoop, lange levensduur en andere voordelen.Het is een ideaal kathodemateriaal voor nieuwe generatie lithium-ionbatterijen.Lithium-ijzerfosfaat accu heeft ook zijn nadelen.De stampdichtheid van lithium-ijzerfosfaatkathodemateriaal is bijvoorbeeld klein en het volume van de lithium-ijzerfosfaatbatterij met dezelfde capaciteit is groter dan die van lithium-ionbatterijen zoals lithiumcobalaat, dus het heeft geen voordelen in microbatterijen.

Vanwege de inherente eigenschappen van lithiumijzerfosfaat zijn de prestaties bij lage temperaturen inferieur aan die van andere kathodematerialen zoals lithiummanganaat.Over het algemeen geldt dat voor een enkele cel (merk op dat het een enkele cel is in plaats van een batterijpakket), de gemeten prestaties bij lage temperaturen van het batterijpakket iets hoger kunnen zijn,

Dit houdt verband met de warmteafvoercondities), het capaciteitsbehoudpercentage is ongeveer 60 ~ 70% bij 0 ℃, 40 ~ 55% bij - 10 ℃ en 20 ~ 40% bij - 20 ℃.Dergelijke prestaties bij lage temperaturen kunnen uiteraard niet voldoen aan de gebruiksvereisten van de voeding.Momenteel hebben sommige fabrikanten de prestaties bij lage temperaturen van lithiumijzerfosfaat verbeterd door het elektrolytsysteem te verbeteren, de positieve elektrodeformule te verbeteren, de materiaalprestaties te verbeteren en het ontwerp van de celstructuur te verbeteren.

Ternaire lithiumbatterij
Ternaire polymeer-lithiumbatterij verwijst naar de lithiumbatterij waarvan het kathodemateriaal lithium-nikkel-kobaltmanganaat (Li (NiCoMn) O2) ternair kathodemateriaal is.Het ternaire samengestelde kathodemateriaal is gemaakt van nikkelzout, kobaltzout en mangaanzout als grondstoffen.Het aandeel nikkel, kobalt en mangaan in de ternaire polymeer-lithiumbatterij kan worden aangepast aan de werkelijke behoeften.De batterij met ternair materiaal als kathode heeft een hoge veiligheid in vergelijking met lithium-kobaltbatterijen, maar de spanning is te laag.

De belangrijkste voordelen zijn: goede cyclusprestaties;Het nadeel is dat het gebruik beperkt is.Als gevolg van de aanscherping van het binnenlandse beleid inzake ternaire lithiumbatterijen, neigt de ontwikkeling van ternaire lithiumbatterijen echter te vertragen.

Lithium mangaan batterij
Lithiummangaanbatterij is een van de meer veelbelovende lithium-ion-kathodematerialen.Vergeleken met traditionele kathodematerialen zoals lithiumcobalaat, heeft lithiummanganaat de voordelen van rijke hulpbronnen, lage kosten, geen vervuiling, goede veiligheid, goede vermenigvuldigingsprestaties, enz. Het is een ideaal kathodemateriaal voor krachtbatterijen.De slechte cyclusprestaties en elektrochemische stabiliteit beperken de industrialisatie echter aanzienlijk.Lithiummanganaat omvat voornamelijk spinel-lithiummanganaat en gelaagd lithiummanganaat.Het spinel-lithiummanganaat heeft een stabiele structuur en is eenvoudig te realiseren industriële productie.De huidige marktproducten hebben allemaal deze structuur.Spinel-lithiummanganaat behoort tot het kubieke kristalsysteem, Fd3m-ruimtegroep, en de theoretische specifieke capaciteit is 148mAh/g.Vanwege de driedimensionale tunnelstructuur kunnen lithiumionen omkeerbaar worden losgemaakt van het spinelrooster zonder de structuur in te storten, dus het heeft uitstekende vergrotingsprestaties en stabiliteit.

3. NiMH-batterij
NiMH-batterij is een soort batterij met goede prestaties.De positieve werkzame stof van een nikkel-waterstofbatterij is Ni (OH) 2 (NiO-elektrode genoemd), de negatieve werkzame stof is metaalhydride, ook wel waterstofopslaglegering genoemd (waterstofopslagelektrode genoemd), en de elektrolyt is 6mol/L kaliumhydroxide-oplossing.

De nikkel-metaalhydridebatterij is onderverdeeld in een hoogspanningsnikkel-metaalhydridebatterij en een laagspanningsnikkel-metaalhydridebatterij.

Laagspannings-nikkel-metaalhydridebatterijen hebben de volgende kenmerken: (1) De batterijspanning is 1,2~1,3 V, wat overeenkomt met een nikkel-cadmiumbatterij;(2) Hoge energiedichtheid, meer dan 1,5 keer die van nikkel-cadmiumbatterijen;(3) Snel opladen en ontladen, goede prestaties bij lage temperaturen;(4) Verzegelbare, sterke weerstand tegen overladen en ontladen;(5) Geen vorming van dendritische kristallen, wat kortsluiting in de batterij kan voorkomen;(6) Veilig en betrouwbaar, geen vervuiling van het milieu, geen geheugeneffect, enz.

Hoogspannings-nikkel-waterstofbatterij heeft de volgende kenmerken: (1) Sterke betrouwbaarheid.Het heeft een goede bescherming tegen ontlading en overbelasting, is bestand tegen een hoge ontladingssnelheid en heeft geen dendrietvorming.Het heeft een goede specifieke eigenschap.De specifieke massacapaciteit is 60A · h/kg, wat 5 keer zo groot is als die van een nikkel-cadmiumbatterij.(2) Lange levensduur, tot duizenden keren.(3) Volledig afgesloten, minder onderhoud.(4) De prestaties bij lage temperaturen zijn uitstekend en de capaciteit verandert niet significant bij - 10 ℃.

De belangrijkste voordelen van NiMH-batterijen zijn: hoge energiedichtheid, snelle laad- en ontlaadsnelheid, laag gewicht, lange levensduur, geen milieuvervuiling;De nadelen zijn een klein geheugeneffect, meer beheersproblemen en het gemakkelijk smelten van een enkele batterijscheider.

4. Doorstroomcel
Liquid flow battery is een nieuw type batterij.Vloeistofstroombatterij is een krachtige batterij die positieve en negatieve elektrolyt gebruikt om afzonderlijk te scheiden en te circuleren.Het heeft de kenmerken van een hoge capaciteit, een breed toepassingsgebied (omgeving) en een lange levensduur.Het is momenteel een nieuw energieproduct.

Vloeistofstroombatterij wordt over het algemeen gebruikt in het systeem van energieopslagkrachtcentrale, dat bestaat uit stapeleenheid, elektrolytoplossing en opslag- en voedingseenheid voor elektrolytoplossing, besturings- en beheereenheid, enz. De kern is samengesteld uit een stapel en (de stapel bestaat uit tientallen cellen voor oxidatiereductiereactie) en een enkele cel voor opladen en ontladen volgens specifieke vereisten in serie, en de structuur is vergelijkbaar met die van een brandstofcelstapel.

Vanadiumstroombatterij is een nieuw type apparatuur voor energieopslag en energieopslag.Het kan niet alleen worden gebruikt als een ondersteunend energieopslagapparaat voor processen voor het opwekken van zonne- en windenergie, maar kan ook worden gebruikt voor het afvlakken van pieken in het elektriciteitsnet om de stabiliteit van het elektriciteitsnet te verbeteren en de veiligheid van het elektriciteitsnet te waarborgen.De belangrijkste voordelen zijn: flexibele lay-out, lange levensduur, snelle responstijden en geen schadelijke uitstoot;Het nadeel is dat de energiedichtheid sterk varieert.

5. Natriumzwavelbatterij
De natriumzwavelbatterij is samengesteld uit positieve pool, negatieve pool, elektrolyt, diafragma en shell.In tegenstelling tot gewone secundaire batterijen (loodzuurbatterijen, nikkel-cadmiumbatterijen, enz.), bestaat de natriumzwavelbatterij uit een gesmolten elektrode en vaste elektrolyt.De werkzame stof van de negatieve pool is gesmolten metaalnatrium en de werkzame stof van de positieve pool is vloeibare zwavel en gesmolten natriumpolysulfide.Secundaire batterij met metaalnatrium als negatieve elektrode, zwavel als positieve elektrode en keramische buis als elektrolytscheider.Onder een bepaalde werkgraad kunnen natriumionen omkeerbaar reageren met zwavel door het elektrolytmembraan om energie vrij te maken en op te slaan.

Als nieuw type chemische krachtbron is dit type batterij sinds zijn ontstaan ​​enorm ontwikkeld.Natriumzwavelbatterij is klein van formaat, groot in capaciteit, lange levensduur en hoog in efficiëntie.Het wordt veel gebruikt in de opslag van elektrische energie, zoals peak shaving en valley fill, noodstroomvoorziening en opwekking van windenergie.

De belangrijkste voordelen zijn als volgt: 1) Het heeft een hogere specifieke energie (dwz de effectieve elektrische energie per massa-eenheid of volume-eenheid van de batterij).De theoretische specifieke energie is 760Wh/Kg, wat in feite de 150Wh/Kg heeft overschreden, 3-4 keer die van een loodzuuraccu.2) Tegelijkertijd kan het ontladen met grote stroom en hoog vermogen.De ontladingsstroomdichtheid kan over het algemeen 200-300mA/cm2 bereiken en kan in een oogwenk 3 keer zijn inherente energie vrijgeven;3) Hoge laad- en ontlaadefficiëntie.

De natriumzwavelbatterij heeft ook tekortkomingen.De werktemperatuur is 300-350 ℃, dus de batterij moet worden verwarmd en warm gehouden tijdens het gebruik.Dit probleem kan echter effectief worden opgelost door gebruik te maken van hoogwaardige vacuüm thermische isolatietechnologie.

6. Lood-koolstofbatterij
Lood-koolstofbatterij is een soort capacitieve loodzuurbatterij, een technologie die is voortgekomen uit de traditionele loodzuurbatterij.Het kan de levensduur van een loodzuuraccu aanzienlijk verbeteren door actieve koolstof toe te voegen aan de negatieve pool van de accu.

De lood-koolstofbatterij is een nieuw type superbatterij, die de loodzuurbatterij en de supercondensator combineert: het geeft niet alleen de voordelen van het direct opladen met grote capaciteit van de supercondensator, maar geeft ook spel aan het specifieke energievoordeel van de loodzuurbatterij, en heeft zeer goede laad- en ontlaadprestaties - hij kan volledig worden opgeladen in 90 minuten (als de loodzuurbatterij op deze manier wordt opgeladen en ontladen, is de levensduur minder dan 30 keer).Bovendien wordt door de toevoeging van koolstof (grafeen) het fenomeen van sulfatering van de negatieve elektrode voorkomen, wat een factor van batterijstoring in het verleden verbetert en de levensduur van de batterij verlengt.

De lood-koolstofbatterij is een mengsel van een asymmetrische supercondensator en een loodzuurbatterij in de vorm van een interne parallelle verbinding.Als een nieuw type superbatterij is de loodkoolstofbatterij een combinatie van de technologieën van loodzuurbatterij en supercondensator.Het is een energieopslagbatterij met dubbele functie met zowel capacitieve kenmerken als batterijkenmerken.Daarom maakt het niet alleen volledig gebruik van de voordelen van onmiddellijk opladen met supercondensatoren met een grote capaciteit, maar ook van de energievoordelen van loodzuuraccu's, die in een uur volledig kunnen worden opgeladen.Het heeft goede laad- en ontlaadprestaties.Door het gebruik van loodkoolstoftechnologie zijn de prestaties van loodkoolstofbatterijen veel beter dan die van traditionele loodzuurbatterijen, die kunnen worden gebruikt in nieuwe energievoertuigen, zoals hybride elektrische voertuigen, elektrische fietsen en andere velden;Het kan ook worden gebruikt op het gebied van nieuwe energieopslag, zoals de opwekking van windenergie en energieopslag.