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儲能設備

釩液流電池系統

全釩氧化還原液流電池或釩液流電池(Vanadium Redox Battery,縮寫:VRB),是一種可充電的液流電池,它採用不同氧化態的釩離子來儲存化學勢能。 釩氧化還原電池利用釩以四種不同氧化態存在於溶液中的能力,並且使用該性質製造的電池僅具有一個電活性元素而不是兩個。由於多種原因,包括其體積相對較大,大多數釩電池目前用於電網儲能(英語:Grid energy storage),例如連接到發電廠或電網或變電站。

特性:

1. 電堆作為發生反應的場所與存放電解液的儲罐分開,從根本上克服了傳統電池的自放電現象。功率只取決於電堆大小,容量只取決於電解液儲量和濃度,設計非常靈活;當     功率一定時,要增加儲能容量,只需要增大電解液儲罐容積或提高電解液體積或濃度即可,而不需改變電堆大小;可通過更換或添加充電狀態的電解液實現"瞬間充電"的目     的。可用於建造千瓦級到百兆瓦級儲能電站,適應性很強。

2. 充、放電性能好,可以進行大功率的充電和放電,也可以允許浮充和深度放電。對鉛酸蓄電池來說,放電電流越大,電池的壽命越短;放電深度越深,電池的壽命也越短。     而釩電池放電深度即使達到100%,也不會對電池造成影響。而且釩電池不易發生短路,這就避免了因短路而引起的爆炸等安全問題。

3. 可充放電次數極大,理論上壽命是無限次數。充放電時間比為1:1,而鉛酸電池是4:1。而且釩電池充、放切換響應速度快,小於100毫秒,非常有利於均衡供電。

4. 能量效率高,直流對直流能量效率可以達到80%以上,而鉛酸電池只有60%左右。釩電池組中的各個單位電池狀態基本一致,維護簡單方便。

5. 選址自由度大,占地少,系統可全自動封閉運行,不會產生酸霧,沒有酸腐蝕。電解液可反覆利用(永久有效),無排放,維護簡單,操作成本低。是一種綠色環保儲能技         術。因此對於可再生能源發電,釩電池是其他電池理想的替代品。

優點:

與其它化學電源相比,釩電池具有明顯的優越性,主要優點如下:

1. 功率大:通過增加單片電池的數量和電極面積,即可增加釩電池的功率,全球商業化示範運行的釩電池的功率已達1,000兆瓦。

2. 容量大:通過任意增加電解液的體積,即可任意增加釩電池的電量,可達吉瓦時以上;通過提高電解液的濃度,即可成倍增加釩電池的電量。

3. 效率高:由於釩電池的電極催化活性高,且正、負極活性物質分別存儲在正、負極電解液儲槽中,避免了正、負極活性物質的自放電消耗,釩電池的充放電能量轉換效率高     達75%以上,遠高於鉛酸電池的45%。

4. 壽命長:由於釩電池的正、負極活性物質只分別存在於正、負極電解液中,充放電時無其它電池常有的物相變化,可深度放電而不損傷電池,電池使用壽命長。加拿大VRB     PowerSystems商業化示範運行時間最長的釩電池模塊已正常運行超過20年,充放循環壽命超過20,000次,遠遠高於固定型鉛酸電池的1000次。

5. 響應速度快:釩電池堆里充滿電解液可在瞬間啟動,在運行過程中充放電狀態切換隻需要0.1秒,響應速度10毫秒。

6. 可瞬間充電:通過更換電解液可實現釩電池瞬間充電,可達3C充放。

7. 安全性高:釩電池無潛在的爆炸或著火危險,即使充飽電狀態下將正、負極電解液混合也無危險,只是電解液溫度略有升高。

8. 成本低:除離子膜外,釩電池部件多為廉價的碳材料、工程塑料,材料來源豐富,易回收,不需要貴金屬作電極催化劑,成本低。

9. 釩電池選址自由度大,可全自動封閉運行,無污染、效率不衰減。

釩液流電池基本原理

相關檔案: AFB DC Battery datasheet

相關檔案: 貨櫃型MW級全釩液流電池系統

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