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

Vergelijking van batterijen in energieopslagsysteem
Energieopslag van het batterijtype is chemische energieopslag.Het kan worden onderverdeeld in loodzuurbatterijen, lithiumbatterijen, nikkelwaterstofbatterijen, vloeistofstroombatterijen (vanadiumbatterijen), natriumzwavelbatterijen, loodkoolstofbatterijen, enz., afhankelijk van het geselecteerde type batterij.

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

Colloïdale loodzuuraccu is een verbetering ten opzichte van de gewone loodzuuraccu met vloeibare elektrolyt.Het colloïdale elektrolyt wordt gebruikt ter vervanging van het zwavelzuurelektrolyt, wat beter is dan de gewone batterij in termen van veiligheid, opslagcapaciteit, ontladingsprestaties en levensduur.Colloïdale loodzuurbatterij maakt gebruik van gel-elektrolyt en er zit geen vrije vloeistof in.Onder hetzelfde volume heeft de elektrolyt een grote capaciteit, een grote warmtecapaciteit en een sterk warmteafvoervermogen, waardoor het thermische op hol geslagen fenomeen van algemene batterijen kan worden vermeden;De corrosie van de elektrodeplaat is zwak vanwege de lage elektrolytconcentratie;De concentratie is uniform en er is geen stratificatie van elektrolyten.

Een gewone loodzuurbatterij is een soort batterij waarvan de elektrode voornamelijk bestaat uit lood en zijn oxide, en de elektrolyt een zwavelzuuroplossing is.In de ontladingstoestand van een loodzuurbatterij is het hoofdbestanddeel van de positieve elektrode looddioxide en het hoofdbestanddeel van de negatieve elektrode lood;In de oplaadtoestand 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 kan worden opgeladen tot 2,4 V;In de toepassing worden vaak zes eencellige loodzuuraccu's 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;Nadeel is dat de loodvervuiling groot is en de energiedichtheid laag (dat wil zeggen te zwaar) is.

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

Lithium-metaalbatterijen gebruiken over het algemeen mangaandioxide als kathodemateriaal, metaallithium of het gelegeerde metaal als kathodemateriaal, en gebruiken een niet-waterige elektrolytoplossing.Lithiumionbatterijen 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 bij energieopslag is een lithium-ionbatterij, ook wel "lithiumbatterij" genoemd.

De lithiumbatterijen die in het energieopslagsysteem worden gebruikt, omvatten voornamelijk: lithium-ijzerfosfaatbatterij, ternaire lithiumbatterij en lithiummanganaatbatterij.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.Daarom zijn lithiumbatterijen, gezien de voor- en nadelen van verschillende batterijen, de eerste keuze geworden voor energieopslagcentrales vanwege hun relatief volwassen industriële keten, veiligheid, betrouwbaarheid en milieuvriendelijkheid.

De belangrijkste voordelen zijn: lange levensduur, hoge opslagenergiedichtheid, laag gewicht 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 lithiumkobalaat, 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 verbranden en een lekke band niet zal ontploffen.Lithium-ionbatterijen met een grote capaciteit, gemaakt van lithium-ijzerfosfaat-kathodematerialen, kunnen gemakkelijker in serie worden gebruikt om te voldoen aan de behoeften van het frequent opladen en ontladen van elektrische voertuigen.

Lithiumijzerfosfaat is niet-giftig, vrij van vervuiling, veilig, op grote schaal geproduceerde grondstoffen, goedkoop, met een lange levensduur en andere voordelen.Het is een ideaal kathodemateriaal voor lithium-ionbatterijen van de nieuwe generatie.Lithium-ijzerfosfaatbatterijen hebben ook hun nadelen.De aanstampdichtheid van lithium-ijzerfosfaatkathodemateriaal is bijvoorbeeld klein en het volume van een lithium-ijzerfosfaatbatterij met gelijke capaciteit is groter dan die van lithiumionbatterijen zoals lithiumkobalaat, dus het heeft geen voordelen bij microbatterijen.

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

Dit houdt verband met de omstandigheden voor warmteafvoer), het capaciteitsretentiepercentage 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 stroomvoorziening.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 het ternaire kathodemateriaal van lithium-nikkel-kobalt-manganaat (Li (NiCoMn) O2) is.Het ternaire composietkathodemateriaal 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 de lithiumkobaltbatterij, maar de spanning is te laag.

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

Lithiummangaanbatterij
Lithiummanganaatbatterij is een van de meest veelbelovende lithiumionkathodematerialen.Vergeleken met traditionele kathodematerialen zoals lithiumkobalaat, heeft lithiummanganaat de voordelen van rijke hulpbronnen, lage kosten, geen vervuiling, goede veiligheid, goede vermenigvuldigingsprestaties, enz. Het is een ideaal kathodemateriaal voor stroombatterijen.De slechte cyclusprestaties en elektrochemische stabiliteit beperken de industrialisatie echter enorm.Lithiummanganaat omvat voornamelijk spinellithiummanganaat en gelaagd lithiummanganaat.Het spinellithiummanganaat heeft een stabiele structuur en is gemakkelijk industriële productie te realiseren.De huidige marktproducten zijn allemaal van deze structuur.Spinel-lithiummanganaat behoort tot het kubieke kristalsysteem, de Fd3m-ruimtegroep, en de theoretische specifieke capaciteit is 148mAh/g.Vanwege de driedimensionale tunnelstructuur kunnen lithiumionen omkeerbaar worden ingebed uit het spinelrooster zonder dat de structuur instort, waardoor het uitstekende vergrotingsprestaties en stabiliteit heeft.

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

Nikkel-metaalhydride-batterij is onderverdeeld in hoogspannings-nikkel-metaalhydride-batterij en laagspannings-nikkel-metaalhydride-batterij.

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

Hoogspanningsnikkel-waterstofbatterij heeft de volgende kenmerken: (1) Sterke betrouwbaarheid.Het heeft een goede bescherming tegen overontlading en overladen, is bestand tegen een hoge ontladingssnelheid en heeft geen dendrietvorming.Het heeft goede specifieke eigenschappen.De specifieke massacapaciteit bedraagt ​​60 A · h/kg, wat vijf keer zo groot is als die van een nikkel-cadmium-batterij.(2) Lange levensduur, tot duizenden keren.(3) Volledig afgedicht, minder onderhoud.(4) De prestaties bij lage temperaturen zijn uitstekend en de capaciteit verandert niet significant bij -10 ℃.

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

4. Doorstroomcel
Liquidflow-batterij is een nieuw type batterij.De vloeistofstroombatterij is een krachtige batterij die gebruik maakt van positieve en negatieve elektrolyt om afzonderlijk te scheiden en te circuleren.Het heeft de kenmerken van een hoge capaciteit, een breed toepassingsgebied (milieu) en een lange levensduur.Het is momenteel een nieuw energieproduct.

De vloeistofstroombatterij wordt over het algemeen gebruikt in het systeem van een energieopslagcentrale, dat bestaat uit een stapeleenheid, een elektrolytoplossing en een opslag- en toevoereenheid voor elektrolytoplossingen, een besturings- en beheereenheid, enz. De kern bestaat uit een stapel en (de stapel is samengesteld 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 energieopslag- en energieopslagapparatuur.Het kan niet alleen worden gebruikt als ondersteunend energieopslagapparaat voor processen voor de opwekking van zonne- en windenergie, maar kan ook worden gebruikt voor het pieken van het elektriciteitsnet om de stabiliteit van het elektriciteitsnet te verbeteren en de veiligheid van het elektriciteitsnet te garanderen.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 bestaat uit een positieve pool, een negatieve pool, een elektrolyt, een diafragma en een schaal.In tegenstelling tot gewone secundaire batterijen (loodzuurbatterijen, nikkel-cadmiumbatterijen, enz.), bestaat de natriumzwavelbatterij uit een gesmolten elektrode en vaste elektrolyt.De actieve substantie van de negatieve pool is gesmolten metaalnatrium en de actieve substantie 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 elektrolytafscheider.Onder een bepaalde werkingsgraad kunnen natriumionen omkeerbaar reageren met zwavel via het elektrolytmembraan, waardoor energie vrijkomt en wordt opgeslagen.

Als nieuw type chemische energiebron is dit soort batterij sinds zijn ontstaan ​​enorm ontwikkeld.De natriumzwavelbatterij is klein van formaat, groot van capaciteit, heeft een lange levensduur en een hoog rendement.Het wordt veel gebruikt bij de opslag van elektrische energie, zoals piekscheren en dalvulling, noodstroomvoorziening en windenergieopwekking.

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 bedraagt ​​760 Wh/kg, wat in werkelijkheid de 150 Wh/kg overschrijdt, 3 tot 4 keer zoveel als die van een loodzuuraccu.2) Tegelijkertijd kan het ontladen met grote stroom en hoog vermogen.De ontladingsstroomdichtheid kan over het algemeen 200-300 mA/cm2 bereiken en kan in een oogwenk driemaal de inherente energie vrijgeven;3) Hoge laad- en ontlaadefficiëntie.

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

6. Loodkoolstofbatterij
Loodkoolstofbatterij 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 aan de negatieve pool van de accu toe te voegen.

De loodkoolstofbatterij is een nieuw type superbatterij, die de loodzuurbatterij en de supercondensator combineert: het geeft niet alleen spel aan de voordelen van het onmiddellijk opladen van de supercondensator met grote capaciteit, maar geeft ook spel aan de specifieke energie voordeel van de loodzuuraccu, en heeft zeer goede laad- en ontlaadprestaties - hij kan in 90 minuten volledig worden opgeladen (als de loodzuuraccu op deze manier wordt opgeladen en ontladen, is de levensduur ervan 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 batterijstoringen in het verleden verbetert en de levensduur van de batterij verlengt.

De loodkoolstofbatterij is een mengsel van een asymmetrische supercondensator en een loodzuurbatterij in de vorm van een interne parallelle verbinding.Als nieuw type superbatterij is de loodkoolstofbatterij een combinatie van de technologieën van een loodzuurbatterij en een supercondensator.Het is een energieopslagbatterij met dubbele functie, met zowel capacitieve kenmerken als batterijkarakteristieken.Daarom wordt niet alleen optimaal gebruik gemaakt van de voordelen van het onmiddellijk opladen van supercondensatoren met een grote capaciteit, maar worden ook de energievoordelen van loodzuuraccu's, die binnen een uur volledig kunnen worden opgeladen, ten volle benut.Het heeft goede laad- en ontlaadprestaties.Door het gebruik van loodkoolstoftechnologie zijn de prestaties van een loodkoolstofbatterij 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 windenergieopwekking en energieopslag.