HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI TẤT CẢ TRONG MỘT DKSESS 100KW

So sánh pin trong hệ thống lưu trữ năng lượng
Lưu trữ năng lượng loại pin là lưu trữ năng lượng hóa học.Nó có thể được chia thành pin axit chì, pin lithium, pin niken hydro, pin dòng chất lỏng (pin vanadi), pin lưu huỳnh natri, pin carbon chì, v.v. theo loại pin được chọn.

1. Ắc quy axit chì
Ắc quy axit chì bao gồm chất keo và chất lỏng (còn gọi là ắc quy axit chì thông thường).Hai loại pin này được sử dụng tùy theo từng vùng khác nhau.Pin keo có khả năng chống lạnh mạnh và hiệu suất năng lượng làm việc của nó tốt hơn nhiều so với pin lỏng khi nhiệt độ dưới 15 ° C và hiệu suất cách nhiệt của nó rất tuyệt vời.

Pin axit-chì keo là một cải tiến trên pin axit-chì thông thường với chất điện phân lỏng.Chất điện phân keo được sử dụng để thay thế chất điện phân axit sunfuric, tốt hơn so với pin thông thường về độ an toàn, khả năng lưu trữ, hiệu suất xả và tuổi thọ.Pin axit chì keo sử dụng chất điện phân gel và không có chất lỏng tự do bên trong.Dưới cùng một thể tích, chất điện phân có dung lượng lớn, khả năng sinh nhiệt lớn và khả năng tản nhiệt mạnh, có thể tránh được hiện tượng thoát nhiệt của các loại pin nói chung;Ăn mòn tấm điện cực yếu do nồng độ chất điện ly thấp;Nồng độ đồng đều và không có sự phân tầng điện giải.

Pin chì-axit thông thường là một loại pin có điện cực chủ yếu được làm bằng chì và oxit của nó, và chất điện phân là dung dịch axit sunfuric.Ở trạng thái phóng điện của pin chì-axit, thành phần chính của điện cực dương là chì điôxít và thành phần chính của điện cực âm là chì;Ở trạng thái sạc, thành phần chính của các điện cực dương và âm là chì sunfat.Điện áp danh định của một pin axit-chì đơn là 2.0V, có thể xả ra 1.5V và sạc đến 2.4V;Trong ứng dụng, sáu pin chì-axit một tế bào thường được sử dụng nối tiếp để tạo thành pin axit-chì danh nghĩa 12V, cũng như 24V, 36V, 48V, v.v.

Ưu điểm của nó chủ yếu bao gồm: niêm phong an toàn, hệ thống thoát khí, bảo trì đơn giản, tuổi thọ cao, chất lượng ổn định, độ tin cậy cao và không cần bảo trì;Nhược điểm là ô nhiễm chì lớn và mật độ năng lượng thấp (nghĩa là quá nặng).

2. Pin lithi
"Pin lithium" là một loại pin có kim loại lithium hoặc hợp kim lithium làm vật liệu cực âm và dung dịch điện phân không chứa nước.Nó được chia thành hai loại: pin kim loại lithium và pin lithium ion.

Pin kim loại lithium thường sử dụng mangan dioxide làm vật liệu cực âm, lithium kim loại hoặc kim loại hợp kim của nó làm vật liệu cực âm và sử dụng dung dịch điện phân không chứa nước.Pin lithium ion thường sử dụng oxit kim loại hợp kim lithium làm vật liệu cực âm, than chì làm vật liệu cực âm và chất điện phân không chứa nước.Pin lithium ion không chứa lithium kim loại và có thể sạc lại.Pin lithium chúng tôi sử dụng trong lưu trữ năng lượng là pin lithium ion, được gọi là "pin lithium".

Pin lithium được sử dụng trong hệ thống lưu trữ năng lượng chủ yếu bao gồm: pin lithium iron phosphate, pin lithium ternary và pin lithium manganate.Pin đơn có điện áp cao, phạm vi nhiệt độ làm việc rộng, năng lượng và hiệu quả cụ thể cao và tốc độ tự xả thấp.Sự an toàn và tuổi thọ có thể được cải thiện bằng cách sử dụng các mạch bảo vệ và cân bằng.Do đó, xem xét những ưu điểm và nhược điểm của các loại pin khác nhau, pin lithium đã trở thành lựa chọn hàng đầu cho các nhà máy điện lưu trữ năng lượng do dây chuyền công nghiệp tương đối trưởng thành, an toàn, độ tin cậy và thân thiện với môi trường.

Ưu điểm chính của nó là: tuổi thọ dài, mật độ năng lượng lưu trữ cao, trọng lượng nhẹ và khả năng thích ứng mạnh mẽ;Nhược điểm là kém an toàn, dễ cháy nổ, giá thành cao, điều kiện sử dụng hạn chế.

photphat sắt liti
Pin lithium iron phosphate dùng để chỉ pin lithium ion sử dụng lithium iron phosphate làm vật liệu cực âm.Vật liệu cực âm của pin lithium ion chủ yếu bao gồm lithium cobalate, lithium manganate, lithium niken oxit, vật liệu ternary, lithium iron phosphate, v.v. Lithium cobalate là vật liệu cực âm được hầu hết các pin lithium ion sử dụng.

Lithium iron phosphate làm vật liệu pin năng lượng lithium chỉ mới xuất hiện trong những năm gần đây.Vào năm 2005, một loại pin lithium iron phosphate dung lượng lớn đã được phát triển ở Trung Quốc.Hiệu suất an toàn và vòng đời của nó là không thể so sánh với các vật liệu khác.Vòng đời sạc và xả 1C đạt 2000 lần.Điện áp sạc quá mức của một pin là 30V, sẽ không cháy và đâm thủng sẽ không phát nổ.Pin lithium ion với dung lượng lớn được làm bằng vật liệu catốt lithium iron phosphate dễ dàng sử dụng nối tiếp hơn để đáp ứng nhu cầu sạc và xả thường xuyên của xe điện.

Lithium iron phosphate không độc hại, không gây ô nhiễm, an toàn, nguyên liệu thô có nguồn gốc rộng rãi, giá rẻ, tuổi thọ cao và các ưu điểm khác.Nó là vật liệu cực âm lý tưởng cho pin lithium ion thế hệ mới.Pin lithium iron phosphate cũng có nhược điểm của nó.Ví dụ, mật độ xáo trộn của vật liệu cực âm lithium iron phosphate nhỏ và khối lượng pin lithium iron phosphate có dung lượng tương đương lớn hơn so với pin lithium ion như lithium cobalate, vì vậy nó không có lợi thế trong pin siêu nhỏ.

Do các đặc tính vốn có của lithium iron phosphate, hiệu suất ở nhiệt độ thấp của nó kém hơn so với các vật liệu catốt khác như lithium manganate.Nói chung, đối với một ô (lưu ý rằng đó là một ô chứ không phải bộ pin), hiệu suất đo được ở nhiệt độ thấp của bộ pin có thể cao hơn một chút,

Điều này liên quan đến các điều kiện tản nhiệt), tỷ lệ duy trì công suất của nó là khoảng 60~70% ở 0 ℃, 40~55% ở - 10 ℃ và 20~40% ở - 20 ℃.Hiệu suất nhiệt độ thấp như vậy rõ ràng là không thể đáp ứng các yêu cầu sử dụng của nguồn điện.Hiện tại, một số nhà sản xuất đã cải thiện hiệu suất nhiệt độ thấp của lithium iron phosphate bằng cách cải thiện hệ thống điện phân, cải thiện công thức điện cực dương, cải thiện hiệu suất vật liệu và cải thiện thiết kế cấu trúc tế bào.

Pin lithium bậc ba
Pin lithium polymer bậc ba dùng để chỉ pin lithium có vật liệu cực âm là vật liệu cực âm bậc ba lithium niken coban manganat (Li (NiCoMn) O2).Vật liệu cực âm hỗn hợp ternary được làm từ muối niken, muối coban và muối mangan làm nguyên liệu.Tỷ lệ niken, coban và mangan trong pin lithium polymer ternary có thể được điều chỉnh theo nhu cầu thực tế.Pin với vật liệu ternary làm cực âm có độ an toàn cao so với pin lithium coban, nhưng điện áp của nó quá thấp.

Ưu điểm chính của nó là: hiệu suất chu kỳ tốt;Nhược điểm là hạn chế sử dụng.Tuy nhiên, do các chính sách trong nước thắt chặt đối với pin lithium bậc ba, sự phát triển của pin lithium bậc ba có xu hướng chậm lại.

Pin lithium manganat
Pin lithium manganat là một trong những vật liệu catốt lithium ion hứa hẹn hơn.So với các vật liệu catốt truyền thống như lithium cobalate, lithium manganat có ưu điểm là giàu tài nguyên, chi phí thấp, không gây ô nhiễm, an toàn tốt, hiệu suất nhân lên tốt, v.v. Đây là vật liệu catốt lý tưởng cho pin điện.Tuy nhiên, hiệu suất chu trình kém và độ ổn định điện hóa hạn chế rất nhiều trong quá trình công nghiệp hóa của nó.Mangan liti chủ yếu bao gồm manganat liti spinel và manganat liti phân lớp.Spinel lithium manganat có cấu trúc ổn định và dễ thực hiện sản xuất công nghiệp.Các sản phẩm thị trường ngày nay đều có cấu trúc này.Spinel lithium manganat thuộc hệ tinh thể lập phương, nhóm không gian Fd3m và dung lượng riêng theo lý thuyết là 148mAh/g.Do cấu trúc đường hầm ba chiều, các ion lithium có thể được khử ngược khỏi mạng spinel mà không gây ra sự sụp đổ của cấu trúc, do đó, nó có hiệu suất phóng đại và độ ổn định tuyệt vời.

3. Pin NiMH
Pin NiMH là loại pin có hiệu năng tốt.Chất hoạt động tích cực của pin niken hydro là Ni(OH) 2 (gọi là điện cực NiO), chất hoạt động tiêu cực là hydrua kim loại, còn được gọi là hợp kim lưu trữ hydro (gọi là điện cực lưu trữ hydro) và chất điện phân là dung dịch kali hydroxit 6mol/L.

Pin hydride kim loại niken được chia thành pin hydride kim loại niken điện áp cao và pin hydride kim loại niken điện áp thấp.

Pin niken hydride kim loại điện áp thấp có các đặc điểm sau: (1) Điện áp của pin là 1,2 ~ 1,3 V, tương đương với pin niken cadmium;(2) Mật độ năng lượng cao, gấp hơn 1,5 lần so với pin niken cadmium;(3) Sạc và xả nhanh, hiệu suất nhiệt độ thấp tốt;(4) Khả năng chống quá tải và phóng điện có thể bịt kín, quá mức;(5) Không tạo tinh thể đuôi gai, có thể ngăn ngừa đoản mạch trong pin;(6) An toàn và đáng tin cậy, không gây ô nhiễm môi trường, không có hiệu ứng bộ nhớ, v.v.

Pin hydro niken điện áp cao có các đặc điểm sau: (1) Độ tin cậy cao.Nó có khả năng bảo vệ quá tải và quá tải tốt, có thể chịu được tốc độ xả điện tích cao và không có sự hình thành đuôi gai.Nó có tài sản cụ thể tốt.Công suất khối lượng riêng của nó là 60A · h/kg, gấp 5 lần so với pin niken cadmium.(2) Tuổi thọ dài, lên tới hàng nghìn lần.(3) Kín hoàn toàn, ít bảo dưỡng.(4) Hiệu suất nhiệt độ thấp là tuyệt vời và công suất không thay đổi đáng kể ở - 10 ℃.

Ưu điểm chính của pin NiMH là: mật độ năng lượng cao, tốc độ sạc và xả nhanh, trọng lượng nhẹ, tuổi thọ cao, không gây ô nhiễm môi trường;Nhược điểm là hiệu ứng bộ nhớ nhỏ, nhiều vấn đề về quản lý hơn và dễ hình thành sự nóng chảy của bộ tách pin đơn lẻ.

4. Tế bào dòng chảy
Pin dòng chất lỏng là một loại pin mới.Pin dòng chất lỏng là loại pin hiệu suất cao sử dụng chất điện phân dương và âm để phân tách và lưu thông riêng biệt.Nó có các đặc điểm của công suất cao, lĩnh vực ứng dụng rộng rãi (môi trường) và vòng đời dài.Nó là một sản phẩm năng lượng mới hiện nay.

Pin dòng chất lỏng thường được sử dụng trong hệ thống của nhà máy điện lưu trữ năng lượng, bao gồm bộ phận ngăn xếp, bộ phận cung cấp và lưu trữ dung dịch điện phân và dung dịch điện phân, bộ phận điều khiển và quản lý, v.v. Lõi bao gồm một ngăn xếp và (ngăn xếp bao gồm hàng chục tế bào cho phản ứng khử oxy hóa) và một tế bào duy nhất để sạc và xả theo các yêu cầu cụ thể nối tiếp, và cấu trúc của nó tương tự như cấu trúc của ngăn xếp pin nhiên liệu.

Pin lưu lượng vanadi là một loại thiết bị lưu trữ năng lượng và lưu trữ năng lượng mới.Nó không chỉ có thể được sử dụng như một thiết bị lưu trữ năng lượng hỗ trợ cho các quy trình sản xuất năng lượng mặt trời và gió, mà còn có thể được sử dụng để cạo đỉnh lưới điện nhằm cải thiện tính ổn định của lưới điện và đảm bảo an ninh của lưới điện.Ưu điểm chính của nó là: bố trí linh hoạt, vòng đời dài, thời gian đáp ứng nhanh và không phát thải độc hại;Nhược điểm là mật độ năng lượng thay đổi rất nhiều.

5. Pin natri lưu huỳnh
Pin natri lưu huỳnh bao gồm cực dương, cực âm, chất điện phân, màng ngăn và vỏ.Không giống như pin thứ cấp thông thường (pin chì-axit, pin niken cadmium, v.v.), pin natri lưu huỳnh bao gồm điện cực nóng chảy và chất điện phân rắn.Chất hoạt tính của cực âm là natri kim loại nóng chảy, và chất hoạt tính của cực dương là lưu huỳnh lỏng và natri polysulfua nóng chảy.Pin thứ cấp với natri kim loại làm điện cực âm, lưu huỳnh làm điện cực dương và ống gốm làm chất phân tách chất điện phân.Ở một mức độ làm việc nhất định, các ion natri có thể phản ứng thuận nghịch với lưu huỳnh thông qua màng điện phân để tạo thành sự giải phóng và lưu trữ năng lượng.

Là một loại nguồn năng lượng hóa học mới, loại pin này đã được phát triển rất nhiều kể từ khi nó ra đời.Pin lưu huỳnh natri có kích thước nhỏ, dung lượng lớn, tuổi thọ cao và hiệu quả cao.Nó được sử dụng rộng rãi trong lưu trữ năng lượng điện như cạo cao điểm và lấp đầy thung lũng, cung cấp điện khẩn cấp và phát điện gió.

Những ưu điểm chính của nó như sau: 1) Nó có năng lượng riêng cao hơn (nghĩa là năng lượng điện hiệu dụng trên một đơn vị khối lượng hoặc đơn vị thể tích của pin).Năng lượng riêng lý thuyết của nó là 760Wh/Kg, thực tế đã vượt quá 150Wh/Kg, gấp 3-4 lần so với pin axit-chì.2) Đồng thời, nó có thể phóng điện với dòng điện lớn và công suất cao.Mật độ dòng xả của nó thường có thể đạt tới 200-300mA/cm2 và nó có thể giải phóng gấp 3 lần năng lượng vốn có của nó ngay lập tức;3) Hiệu quả sạc và xả cao.

Pin lưu huỳnh natri cũng có những thiếu sót.Nhiệt độ làm việc của nó là 300-350 ℃ nên pin cần được làm nóng và giữ ấm trong quá trình hoạt động.Tuy nhiên, vấn đề này có thể được giải quyết hiệu quả bằng cách sử dụng công nghệ cách nhiệt chân không hiệu suất cao.

6. Pin carbon chì
Pin carbon chì là một loại pin axit chì điện dung, đây là công nghệ được phát triển từ pin axit chì truyền thống.Nó có thể cải thiện đáng kể tuổi thọ của pin axit chì bằng cách thêm than hoạt tính vào cực âm của pin.

Pin carbon chì là một loại siêu pin mới, kết hợp giữa pin axit chì và siêu tụ điện: nó không chỉ phát huy ưu điểm của khả năng sạc dung lượng lớn tức thì của siêu tụ điện mà còn phát huy lợi thế năng lượng cụ thể của pin axit chì, đồng thời có hiệu suất sạc và xả rất tốt - có thể được sạc đầy trong 90 phút (nếu pin axit chì được sạc và xả theo cách này, tuổi thọ của nó dưới 30 lần).Ngoài ra, nhờ bổ sung carbon (graphene), hiện tượng sunfat hóa của điện cực âm được ngăn chặn, giúp cải thiện yếu tố gây hỏng pin trước đây và kéo dài tuổi thọ của pin.

Pin carbon chì là hỗn hợp của siêu tụ điện không đối xứng và pin axit chì ở dạng kết nối song song bên trong.Là một loại siêu pin mới, pin carbon chì là sự kết hợp của công nghệ pin axit chì và siêu tụ điện.Nó là một pin lưu trữ năng lượng chức năng kép với cả đặc tính điện dung và đặc tính của pin.Do đó, nó không chỉ phát huy hết lợi thế của việc sạc điện tức thời bằng siêu tụ điện với công suất lớn mà còn phát huy hết lợi thế về năng lượng của ắc quy axit-chì, có thể sạc đầy trong một giờ.Nó có hiệu suất sạc và xả tốt.Do sử dụng công nghệ chì carbon, hiệu suất của pin chì carbon vượt trội hơn nhiều so với pin axit chì truyền thống, có thể được sử dụng trong các phương tiện năng lượng mới, chẳng hạn như xe điện hybrid, xe đạp điện và các lĩnh vực khác;Nó cũng có thể được sử dụng trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng mới, chẳng hạn như sản xuất năng lượng gió và lưu trữ năng lượng.