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智能电池储能系统

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智能电池储能系统
产品介绍
目前市场上储能电站主要分为两种,即抽水储能电站超大型电池组。本项目主要采用大型电池组储能电站方式实现小、中、大型企业的业务覆盖。结合再生业务,铅酸蓄电池回收再生后,既可以继续用于叉车,也可以几组串并联后用于电池储能,应用在中小型规模的储能电站,而大型专业储能电站主要采用钒电池。
 风光电的发电成本,未来远远低于燃煤发电成本。制约风光电产业发展的唯一障碍,是风光电发电不稳定, 发电功率有波峰波谷,而智慧能源则可以解决这一问题。
智慧能源定义:
1)在风光电供应过剩时用电,在风光电供应短缺时不用电;
2)在风光电供应过剩时不发电,在风光电供应短缺时发电;

3)在风光电供应过剩时储能,在风光电供应短缺时供电。

目前市场上的储能电站多采用铅酸蓄电池和锂电池,本项目主要采用铅酸蓄电池和钒电池,铅酸蓄电池依托再生业务可以进一步降低成本,而钒电池在储能中具备更优秀的特性,可以保证项目在储能电站领域占据一席之地。详细的电池介绍和优缺点对比如下:
1、铅酸电池
铅酸电池(VRLA),是一种电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅。充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。一个单格铅酸电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V;在应用中,经常用6个单格铅酸电池串联起来组成标称是12V的铅酸电池,还有24V、36V、48V等。铅酸电池主要由管式正极板、负极板、电解液、隔板、电池槽、电池盖、极柱、注液盖等组成,其电极是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液。叉车铅酸电池再生修复后既可以继续用于叉车,也可以几组串并联后用于电池储能,但储能只适合中小规模企业。
铅酸电池的优缺点
1主要优点是电压稳定;
2与锂电池相比,铅酸电池的价格相对便宜,大众更容易接受;
3铅酸电池的高倍率放电性能更好,铅酸电池回收价格比锂电池更高;
4与锂电池相比,铅酸电池能量密度更低、比能低,而且其使用寿命不及锂电池
2、锂电池
锂电池由正极、负极、隔膜、电解液四大材料构成,正极材料一般都是一些富锂的层状化合物,目前常见的商用正极材料主要有钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、磷酸铁锂(LiFePO4)以及三元材料(LiMnxCo1-x-yNiyO2)等。负极材料主要为石墨。石墨烯具有极强导电性、超高强度、高韧性、较高导热性能等。人们希望其取代石墨充当电池负极,或者用于锂电池其他关键材料,以期将锂电池的能量密度和功率密度大幅提高。从目前技术发展阶段来看石墨烯电池尚未出现,石墨具有层状结构,这种结构给锂离子的嵌入设置了一个闸口,是锂电池具有充放电平台和高库仑效率的决定因素也是其成为锂电池关键材料的重要因素之一。
与铅酸电池相比,锂电池的平均电压更高,其能量密度高,换言之,同等大小的电池,锂电池容量更多。另外,锂电池相对轻巧,携带方便,而寿命相对要长很多,但是价格更贵,稳定性差。此外,锂电池的高低温适应性更强,受温度影响因素较小,且更加绿色环保。虽然,锂电车有很多优势,但以目前而言,铅酸电动车为主,其主要的因素是技术的不完善,虽然一些铅酸巨头和电动车巨头都开始研发锂电产品,但是作为一项新涉足的领域,很多企业目前都在不断摸索和探索之中,而初期的产品往往可能无法达到成熟的地步
过去两三年,储能的相对沉寂和挣扎,根本原因即在于投资收益的不可控因素,并未随时间的推移而消失。反而在国内外一系列安全事故的影响下,增加了投资决策的阻碍力。相比2018年,2019和2020两年,安全问题所带来的消极矛盾更为突出。
最新的消息是,当地时间2021年4月6日,韩国一光伏电站储能系统(ESS)起火,烧毁面积达22平方米,共造成约4.4亿韩元损失(约合人民币258万元)。
所以,因其安全性是不可逾越的障碍,所以锂电池应用在储能电站并大幅推广还有待观察。
锂电池的优缺点:
1能量密度高,其体积能量密度和质量能量密度分别可达450W.h/dm3和150W.h/kg,而且还在不断提高;
2使用寿命长,100%DOD充放电可达900次以上;当采用浅深度(30%DOD)充放电时,循环次数已经超过了5000次;
3没有Ni-Cd、Ni-MH电池一样的记忆效应,循环性能优越;
4与普通电池的相容性差,因为一般要在用3节普通电池(3.6V)的情况下才能用锂离子电池进行替代;
5成本高,主要是正极材料LiC002的价格高,随着正极技术的不断发展,可以采用LiMn204、LiFeP04等为正极,从而有望大大降低锂离子电池的成本;
6锂电池安全稳定性相对而言比较差,要是操作不当,很容易发生爆炸的风险。另外,锂电池不能大电流放电且生产要求条件高,成本更高。
3、全钒液流电池
钒电池,全名是是全钒液流电池,英文名为(Vanadium RedoxFlow Battery,VRB),是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原反应电池。全钒液流电池是将具备不一样价态的钒离子溶液彼此作为正极和负极的活性物质,分别存放在彼此的电解液储存罐中。在对电池开展充、放电科学实验时,电解液根据泵的功用,由外部贮液罐彼此循环流经电池的正极室和负极室,并在电极表面层引发氧化和还原反应,构建对电池的充放电。主要工作原理图如下:

钒电池优点:
与其它化学电源相比,钒电池具有明显的优越性,主要优点如下:
(1)功率大:通过增加单片电池的数量和电极面积,即可增加钒电池的功率,美国商业化示范运行的钒电池的功率已达6兆瓦。
(2)容量大:通过任意增加电解液的体积,即可任意增加钒电池的电量,可达吉瓦时以上;通过提高电解液的浓度,即可成倍增加钒电池的电量。
(3)效率高:由于钒电池的电极催化活性高,且正、负极活性物质分别存储在正、负极电解液储槽中,避免了正、负极活性物质的自放电消耗,钒电池的充放电能量转换效率高达75%以上,远高于铅酸电池的45%。
(4)寿命长:由于钒电池的正、负极活性物质只分别存在于正、负极电解液中,充放电时无其它电池常有的物相变化,可深度放电而不损伤电池,电池使用寿命长。加拿大VRBPowerSystems商业化示范运行时间最长的钒电池模块已正常运行超过9年,充放循环寿命超过18000次,远远高于固定型铅酸电池的1000次。
(5)响应速度快:钒电池堆里充满电解液可在瞬间启动,在运行过程中充放电状态切换只需要0.02秒,响应速度1毫秒。
(6)可瞬间充电:通过更换电解液可实现钒电池瞬间充电。
(7)安全性高:钒电池无潜在的爆炸或着火危险,即使将正、负极电解液混合也无危险,只是电解液温度略有升高。
(8)成本低:除离子膜外,钒电池部件多为廉价的碳材料、工程塑料,材料来源丰富,易回收,不需要贵金属作电极催化剂,成本低。
(9)钒电池选址自由度大,可全自动封闭运行,无污染。
10全钒液流电池的储能技术成本费用还是相对较高的这给大规模应用带来了困难,但全钒液流电池在储能电站的应用,有个不可替代的优点,特别适用于大型企业应用

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