DKSESS 100KW OFF GRID/HIBRID ALL IN ONE SISTEM DE ENERGIE SOLARĂ

Comparația bateriilor în sistemul de stocare a energiei
Stocarea de energie de tip baterie este stocarea de energie chimică.Poate fi împărțit în baterie cu plumb acid, baterie cu litiu, baterie cu nichel hidrogen, baterie cu flux lichid (baterie cu vanadiu), baterie cu sulf de sodiu, baterie cu plumb și carbon etc., în funcție de tipul de baterie selectat.

1. Baterie plumb acid
Bateriile cu plumb acid includ coloid și lichid (așa-numita baterie obișnuită cu plumb acid).Aceste două tipuri de baterii sunt utilizate în funcție de regiuni diferite.Bateria coloidală are o rezistență puternică la frig, iar eficiența energetică de lucru este mult mai bună decât cea a bateriei lichide atunci când temperatura este sub 15 ° C, iar performanța sa de izolare termică este excelentă.

Bateria coloid plumb-acid este o îmbunătățire a bateriei obișnuite cu plumb-acid cu electrolit lichid.Electrolitul coloid este utilizat pentru a înlocui electrolitul de acid sulfuric, care este mai bun decât bateria obișnuită în ceea ce privește siguranța, capacitatea de stocare, performanța de descărcare și durata de viață.Bateria coloidal plumb-acid adoptă electrolit gel și nu există lichid liber în interior.Sub același volum, electrolitul are o capacitate mare, o capacitate mare de căldură și o capacitate puternică de disipare a căldurii, ceea ce poate evita fenomenul de evaporare termică al bateriilor generale;Coroziunea plăcii electrodului este slabă din cauza concentrației scăzute de electroliți;Concentrația este uniformă și nu există stratificarea electroliților.

Bateria obișnuită cu plumb-acid este un fel de baterie al cărei electrod este realizat în principal din plumb și oxidul acestuia, iar electrolitul este o soluție de acid sulfuric.În starea de descărcare a bateriei cu plumb-acid, componenta principală a electrodului pozitiv este dioxidul de plumb, iar componenta principală a electrodului negativ este plumbul;În starea de încărcare, principalele componente ale electrozilor pozitivi și negativi sunt sulfatul de plumb.Tensiunea nominală a unei baterii plumb-acid cu o singură celulă este de 2,0 V, care poate fi descărcată la 1,5 V și încărcată la 2,4 V;În aplicare, șase baterii plumb-acid cu o singură celulă sunt adesea folosite în serie pentru a forma o baterie plumb-acid nominală de 12V, precum și 24V, 36V, 48V etc.

Avantajele sale includ în principal: etanșare sigură, sistem de eliberare a aerului, întreținere simplă, durată lungă de viață, calitate stabilă, fiabilitate ridicată și fără întreținere;Dezavantajul este că poluarea cu plumb este mare, iar densitatea energetică este scăzută (adică prea grea).

2. Baterie cu litiu
„Bateria cu litiu” este un fel de baterie cu litiu metal sau aliaj de litiu ca material catod și soluție de electrolit neapoasă.Este împărțit în două categorii: baterie litiu metal și baterie litiu-ion.

Bateria cu litiu metalic folosește, în general, dioxid de mangan ca material catod, litiu metalic sau aliajul său de metal ca material catodic și folosește soluție de electrolit neapoasă.Bateriile cu ioni de litiu folosesc în general oxizi metalici din aliaj de litiu ca materiale catodice, grafit ca materiale catodice și electroliți neapoși.Bateriile litiu-ion nu conțin litiu metalic și pot fi reîncărcate.Bateria cu litiu pe care o folosim în stocarea energiei este o baterie litiu-ion, denumită „baterie cu litiu”.

Bateriile cu litiu utilizate în sistemul de stocare a energiei includ în principal: baterie cu litiu fosfat de fier, baterie cu litiu ternară și baterie cu litiu manganat.Bateria unică are tensiune înaltă, gamă largă de temperatură de lucru, energie și eficiență specifică ridicate și o rată scăzută de autodescărcare.Siguranța și viața pot fi îmbunătățite prin utilizarea circuitelor de protecție și egalizare.Prin urmare, având în vedere avantajele și dezavantajele diferitelor baterii, bateriile cu litiu au devenit prima alegere pentru centralele electrice de stocare a energiei datorită lanțului lor industrial relativ matur, siguranței, fiabilității și respectării mediului.

Principalele sale avantaje sunt: ​​durată lungă de viață, densitate mare de energie de stocare, greutate redusă și adaptabilitate puternică;Dezavantajele sunt siguranța slabă, explozia ușoară, costul ridicat și condițiile de utilizare limitate.

Fosfat de fier de litiu
Bateria cu litiu fier fosfat se referă la bateria cu litiu ion care utilizează fosfat litiu fier ca material catod.Materialele catodice ale bateriilor cu ioni de litiu includ în principal cobalat de litiu, manganat de litiu, oxid de nichel de litiu, materiale ternare, fosfat de fier litiu etc. Cobalatul de litiu este materialul catodic utilizat de majoritatea bateriilor cu ioni de litiu.

Fosfatul de fier de litiu ca material pentru baterii cu litiu a apărut abia în ultimii ani.În 2005, a fost dezvoltată în China o baterie de mare litiu cu fosfat de fier.Performanța sa de siguranță și durata de viață sunt incomparabile cu alte materiale.Ciclul de viață al încărcării și descărcării 1C ajunge la 2000 de ori.Tensiunea de supraîncărcare a unei singure baterii este de 30V, care nu se va arde și nu va exploda perforarea.Bateriile litiu-ion cu capacitate mare realizate din materiale catodice de fosfat de fier litiu sunt mai ușor de utilizat în serie pentru a satisface nevoile de încărcare și descărcare frecventă a vehiculelor electrice.

Fosfatul de fier de litiu este materii prime netoxice, lipsite de poluare, sigure, de proveniență largă, ieftine, de durată lungă și alte avantaje.Este un material catod ideal pentru bateriile litiu-ion de nouă generație.Bateria cu litiu fosfat de fier are și dezavantajele sale.De exemplu, densitatea de tamponare a materialului catodului litiu fier fosfat este mică, iar volumul bateriei litiu fier fosfat cu capacitate egală este mai mare decât bateriile litiu-ion, cum ar fi cobalatul de litiu, deci nu are avantaje în micro baterii.

Datorită caracteristicilor inerente ale fosfatului de litiu fier, performanța sa la temperatură scăzută este inferioară altor materiale catodice, cum ar fi manganatul de litiu.În general, pentru o singură celulă (rețineți că este o singură celulă, mai degrabă decât un acumulator), performanța măsurată la temperatură joasă a acumulatorului poate fi puțin mai mare,

Acest lucru este legat de condițiile de disipare a căldurii), rata de reținere a capacității este de aproximativ 60 ~ 70% la 0 ℃, 40 ~ 55% la - 10 ℃ și 20 ~ 40% la - 20 ℃.O astfel de performanță la temperaturi scăzute, evident, nu poate îndeplini cerințele de utilizare ale sursei de alimentare.În prezent, unii producători au îmbunătățit performanța la temperatură scăzută a fosfatului de litiu fier prin îmbunătățirea sistemului electrolitic, îmbunătățirea formulei electrodului pozitiv, îmbunătățirea performanței materialului și îmbunătățirea designului structurii celulei.

Baterie ternară cu litiu
Bateria cu litiu polimer ternar se referă la bateria cu litiu al cărei material catodic este litiu nichel cobalt manganat (Li (NiCoMn) O2) material catodic ternar.Materialul catodic compozit ternar este fabricat din sare de nichel, sare de cobalt și sare de mangan ca materii prime.Proporția de nichel, cobalt și mangan din bateria cu litiu polimer ternar poate fi ajustată în funcție de nevoile reale.Bateria cu material ternar ca catod are o siguranță ridicată în comparație cu bateria litiu-cobalt, dar tensiunea sa este prea scăzută.

Principalele sale avantaje sunt: ​​performanță bună a ciclului;Dezavantajul este că utilizarea este limitată.Cu toate acestea, din cauza înăspririi politicilor interne privind bateriile ternare cu litiu, dezvoltarea bateriilor ternare cu litiu tinde să încetinească.

Baterie litiu manganat
Bateria cu litiu manganat este unul dintre cele mai promițătoare materiale catodice cu ioni de litiu.În comparație cu materialele catodice tradiționale, cum ar fi cobalatul de litiu, manganatul de litiu are avantajele resurselor bogate, costuri reduse, lipsă de poluare, siguranță bună, performanțe bune de multiplicare etc. Este un material catod ideal pentru bateriile de putere.Cu toate acestea, performanța sa slabă a ciclului și stabilitatea electrochimică îi limitează foarte mult industrializarea.Manganat de litiu include în principal manganat de litiu spinel și manganat de litiu stratificat.Manganat de litiu spinel are o structură stabilă și este ușor de realizat producția industrială.Produsele de pe piață de astăzi sunt toate din această structură.Manganatul de litiu spinel aparține sistemului de cristale cubice, grupului spațial Fd3m, iar capacitatea specifică teoretică este de 148 mAh/g.Datorită structurii tunelului tridimensional, ionii de litiu pot fi încorporați reversibil din rețeaua spinelului fără a provoca prăbușirea structurii, astfel încât are performanță și stabilitate excelente de mărire.

3. baterie NiMH
Bateria NiMH este un fel de baterie cu performanțe bune.Substanța activă pozitivă a bateriei cu nichel hidrogen este Ni (OH) 2 (numit electrod NiO), substanța activă negativă este hidrura metalică, numită și aliaj de stocare a hidrogenului (numit electrod de stocare a hidrogenului), iar electrolitul este soluție de hidroxid de potasiu 6mol/L .

Bateria nichel-hidrură metalică este împărțită în baterie nichel-hidrură metalică de înaltă tensiune și baterie nichel-hidrură metalică de joasă tensiune.

Bateria nichel-hidrură metalică de joasă tensiune are următoarele caracteristici: (1) Tensiunea bateriei este de 1,2 ~ 1,3 V, ceea ce este echivalent cu bateria nichel-cadmiu;(2) Densitate mare de energie, de peste 1,5 ori mai mare decât cea a bateriei nichel-cadmiu;(3) Încărcare și descărcare rapidă, performanță bună la temperatură scăzută;(4) Sigilabil, rezistență puternică la supraîncărcare și descărcare;(5) Fără generare de cristale dendritice, ceea ce poate preveni scurtcircuitul în baterie;(6) Sigur și fiabil, fără poluare a mediului, fără efect de memorie etc.

Bateria cu nichel hidrogen de înaltă tensiune are următoarele caracteristici: (1) Fiabilitate puternică.Are o protecție bună la supra descărcare și supraîncărcare, poate rezista la o rată ridicată de descărcare a sarcinii și nu are formare de dendrite.Are proprietăți specifice bune.Capacitatea sa de masă specifică este de 60A · h/kg, care este de 5 ori mai mare decât cea a bateriei cu nichel-cadmiu.(2) Ciclu de viață lung, de până la mii de ori.(3) Complet sigilat, întreținere redusă.(4) Performanța la temperaturi scăzute este excelentă, iar capacitatea nu se modifică semnificativ la - 10 ℃.

Principalele avantaje ale bateriei NiMH sunt: ​​densitate mare de energie, viteză rapidă de încărcare și descărcare, greutate redusă, durată lungă de viață, fără poluare a mediului;Dezavantajele sunt efectul de memorie ușor, mai multe probleme de gestionare și topirea unui separator de baterie ușor de format.

4. Celulă de flux
Bateria cu flux lichid este un nou tip de baterie.Bateria cu flux lichid este o baterie de înaltă performanță care utilizează electroliți pozitivi și negativi pentru a separa și a circula separat.Are caracteristicile de mare capacitate, câmp larg de aplicare (mediu) și ciclu lung de viață.Este un produs energetic nou în prezent.

Bateria cu flux lichid este utilizată în general în sistemul central de stocare a energiei, care constă dintr-o unitate de stivă, soluție de electroliți și unitate de stocare și alimentare cu soluție de electroliți, unitate de control și management etc. Miezul este compus dintr-un stivă și (stiva este compus din zeci de celule pentru reacția de oxidare-reducere) și o singură celulă pentru încărcare și descărcare conform cerințelor specifice în serie, iar structura sa este similară cu cea a unui stivă de celule de combustie.

Bateria cu flux de vanadiu este un nou tip de echipament de stocare și stocare a energiei.Poate fi folosit nu numai ca dispozitiv de stocare a energiei suport pentru procesele de generare a energiei solare și eoliene, dar poate fi folosit și pentru reducerea vârfului rețelei electrice pentru a îmbunătăți stabilitatea rețelei electrice și a asigura securitatea rețelei electrice.Principalele sale avantaje sunt: ​​aspect flexibil, ciclu de viață lung, timpi de răspuns rapid și fără emisii nocive;Dezavantajul este că densitatea de energie variază foarte mult.

5. Baterie cu sulf de sodiu
Bateria cu sulf de sodiu este compusă din pol pozitiv, pol negativ, electrolit, diafragmă și carcasă.Spre deosebire de bateriile secundare obișnuite (bateriile plumb-acid, bateriile nichel-cadmiu etc.), bateria cu sulf de sodiu este compusă din electrod topit și electrolit solid.Substanța activă a polului negativ este sodiul metalic topit, iar substanța activă a polului pozitiv este sulful lichid și polisulfura de sodiu topit.Baterie secundară cu sodiu metalic ca electrod negativ, sulf ca electrod pozitiv și tub ceramic ca separator de electroliți.Sub un anumit grad de lucru, ionii de sodiu pot reacționa reversibil cu sulful prin membrana electrolitică pentru a forma eliberarea și stocarea energiei.

Ca un nou tip de sursă de energie chimică, acest tip de baterie a fost foarte dezvoltat de când a apărut.Bateria cu sulf de sodiu are dimensiuni mici, capacitate mare, durată de viață lungă și eficiență ridicată.Este utilizat pe scară largă în stocarea energiei electrice, cum ar fi bărbierirea vârfurilor și umplerea văii, alimentarea cu energie de urgență și generarea de energie eoliană.

Principalele sale avantaje sunt următoarele: 1) Are energie specifică mai mare (adică energia electrică efectivă pe unitate de masă sau unitate de volum a bateriei).Energia sa specifică teoretică este de 760Wh/Kg, care de fapt a depășit 150Wh/Kg, de 3-4 ori mai mare decât a bateriei plumb-acid.2) În același timp, se poate descărca cu curent mare și putere mare.Densitatea sa de curent de descărcare poate ajunge, în general, la 200-300mA/cm2 și poate elibera de 3 ori din energia sa inerentă într-o clipă;3) Eficiență ridicată de încărcare și descărcare.

Bateria cu sulf de sodiu are și deficiențe.Temperatura sa de lucru este de 300-350 ℃, astfel încât bateria trebuie încălzită și menținută la cald în timpul funcționării.Cu toate acestea, această problemă poate fi rezolvată eficient prin utilizarea tehnologiei de izolare termică cu vid de înaltă performanță.

6. Baterie plumb carbon
Bateria cu plumb-carbon este un fel de baterie capacitivă cu plumb acid, care este o tehnologie evoluată de la baterie tradițională cu plumb acid.Poate îmbunătăți semnificativ durata de viață a bateriei cu plumb acid prin adăugarea de carbon activ la polul negativ al bateriei.

Bateria cu plumb carbon este un nou tip de super baterie, care combină bateria cu plumb acid și supercondensatorul: nu numai că dă joc de avantajele încărcării instantanee de mare capacitate a supercondensatorului, dar dă joc și energiei specifice. avantajul bateriei cu plumb acid și are performanțe foarte bune de încărcare și descărcare - poate fi încărcată complet în 90 de minute (dacă bateria cu plumb acid este încărcată și descărcată în acest fel, durata sa de viață este mai mică de 30 de ori).Mai mult, datorită adăugării de carbon (grafen), este prevenit fenomenul de sulfatare a electrodului negativ, ceea ce îmbunătățește un factor de defectare a bateriei în trecut și prelungește durata de viață a bateriei.

Bateria cu plumb carbon este un amestec de supercondensator asimetric și baterie cu plumb acid sub formă de conexiune paralelă internă.Ca un nou tip de super baterie, bateria cu plumb carbon este o combinație a tehnologiilor bateriei cu plumb acid și supercondensator.Este o baterie de stocare a energiei cu două funcții, atât cu caracteristici capacitive, cât și cu caracteristici ale bateriei.Prin urmare, nu numai că dă joc deplin avantajelor încărcării instantanee cu putere super-condensator cu capacitate mare, dar oferă și avantajele energetice ale bateriilor cu plumb-acid, care pot fi încărcate complet într-o oră.Are performanțe bune de încărcare și descărcare.Datorită utilizării tehnologiei cu plumb-carbon, performanța bateriei cu plumb-carbon este cu mult superioară celei a bateriei tradiționale cu plumb-acid, care poate fi utilizată în vehicule cu energie nouă, cum ar fi vehiculele electrice hibride, bicicletele electrice și alte domenii;Poate fi folosit și în domeniul stocării de energie noi, cum ar fi generarea de energie eoliană și stocarea energiei.