流动电池及其在过程加热中的作用

冰、玻璃和铁正在彻底改变科学家对长期存在的能量储存问题的思考方式。这就是流动电池的故事,它作为一种新兴的突出的独立能量存储解决方案。

长期以来,太阳能和风能等可再生能源在可靠的电力供应方面一直存在不可靠的问题。不可靠意味着我们必须依靠煤炭或天然气发电厂来满足我们的能源需求。

解决间歇性电力供应的解决方案之一是采用与可再生能源相关联的能源存储手段。这意味着在生产高峰期储存能量,在供过于求时释放能量。更传统的电池解决方案,包括锂离子电池,已被证明是昂贵的,危险的,易燃的,并受到存储退化的问题,一旦充放电周期开始增加。

流体电池解决了与传统储能介质相关的挑战。一项新技术,流动电池使用电解液单独储存在罐中。它们被泵入电解池中,电解池中的隔间被一层膜隔开,只允许离子交换。流动电池也被称为氧化还原电池,因为它包括膜的两侧的还原/氧化。不同于传统电池,如铅酸电池,电活性物质储存在电极中,流动电池将能量储存在电解质本身。

流动电池的种类

流体电池有多种类型,其能量密度和成本各不相同,最大的区别在于电解质本身。大约有10-12种不同的化学物质可用于工业应用。

所有的电池都以同样的方式工作。负极电解液(阴极电解液)和正极电解液(阳极电解液)储存在单独的槽中。它们被泵到电极上,通过离子交换膜交换离子。产生的功率是电极表面积的函数,而储能则取决于电解质的体积。一些常见类型的流动电池化学物质包括:

  • 氯化亚铁溶液
  • Bromine-polysulfide
  • Vanadium-vanadium
  • Vanadium-bromine
  • Zinc-bromine
  • Zinc-cerium。

与其他电池一样,你可以将流电池串联起来,以提供所需的电压电位。

另一个最近出现的是混合流电池。电活性物质在充电过程中沉积在电极上,并在放电过程中溶解回电解液中。

流动电池用例

流量电池根据功率要求和应用情况进行配置。与公用事业电力存储相关的应用需要数百万加仑的电解液存储,通过管道连接到现场安装的堆叠模块。商业应用将需要一个模块化的打包解决方案,可以适合一个典型的杂物间的表后商业系统到集装箱包装的1mw到10mw的应用。

与维护强度较低的锂离子电池相比,流动电池的一个缺点是,电源堆栈、泵、密封和控制仪表需要例行和预防性维护。这增加了这些流量电池的维护成本和运营支出。然而,严格的预防性维护计划可以使这些操作维护成本保持在较低水平。让我们来调查一些流量电池的用例,它们的价值被证明与锂离子电池相比较。

过程加热

用浸入式加热器加热乐鱼竞彩官网是流动电池的重要应用之一。与专为深度放电设计的锂离子电池相比,随着充放电循环次数的增加,其性能退化更严重。最大可用电量存储小于6小时。

过程加热器,无论是发电厂还是石化设施,都需要可靠的能源来驱动乐鱼竞彩官网.传统上,这种电力来自电网或燃气/柴油发电机,这导致了温室气体的排放。然而,近年来,每个实体和公司都试图将ESG目标纳入其目标。流动电池已经成为为过程加热应用提供能源的强有力的候选人。这些电池被放大到商业规模的堆叠包,以提供过程加热中通常需要的大电流。

安全性是流动电池的主要优点。他们不使用易燃,有毒,或易爆化学品,特别是在铁液流电池.通过将化学电解质储存在外部槽内,它们可以按比例进行更高的能量存储。电源控制模块和电池特性如电极面积不需要改变或修改以提高容量。如果需要的电压相同,它将保持不变。这对于过程加热有一个重要的优势,在未来可能需要棕地扩展。在大多数情况下,本质安全系统是一种需求。

套利

流动电池在电力市场的一个经典应用是当需求高峰给现有的电网供应结构带来大量负荷时。再加上环境因素,导致电力成本飙升。流动电池可以很容易地帮助负载平衡,从而减轻现有发电能力的压力。

后面的表

集装箱模块化堆流电池的商业规模应用之一是在表后应用。

  • 医院
  • 住宅校园
  • 生产设备

在用电高峰时期,当单位电价每千瓦时被收取时,它们可以显著削减成本。在国家电网供应商自愿或非自愿停电的情况下,这些流动电池可以提供急需的电力。

结论

锂离子电池目前主导着储能市场.但由于充电存储时间较短,客户,特别是可再生能源供应商,正在寻找长期能源存储系统。由于与生产相关的规模经济和制造效率,流动电池和锂离子电池的成本正在下降。在目前的锂离子电池技术下,由于需要添加更多的电池,4小时之后的成本($/kWh)是不变的。但是对于流动电池,当储存时间超过6到8小时时,单位成本就会降低。使它们成为长期储能资产的理想人选。