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儲能電站設計壽命分析

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儲能電站設計壽命分析

1、使用不同類型電池的儲能電站壽命比較:

按照儲能電站每天對電池做一次充放電循環計算,可計算出不同類型電池的儲能電站壽命。

2、 儲能電池類型

可選擇的儲能電站電池包括:鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、磷酸鐵鋰電池和動力電容電池等。各型電池簡介如下:

(1)鈉硫電池

鈉硫電池是在300℃的高温環境下工作,它的正極活性物質是液態的硫(S)負極活性物質是液態金屬鈉(Na),中間是多孔性陶瓷隔板。鈉硫電池的主要特點是能量密度大(是鉛電容電池的3倍)、充電效率高(可達到80%)、循環壽命比鉛電容電池長等優點,適用於大型儲能系統。

(2)液流電池

液流電池的活性物質可溶解分裝在兩大儲存槽中,溶液流經液流電池,在離子交換膜兩側的電極上分別發生還原與氧化反應。此化學反應為可逆的,因此可達到多次充放電的能力。此係統之儲能容量由儲存槽中的電解液容積決定。液流電池已有釩溴、全釩、多硫化鈉/溴等多個體系。

(3)鉛酸電池

鉛酸電容電池主要特點是採用稀硫酸做電解液,用二氧化鉛和絨狀鉛分別做為電池的正極和負極的一種酸性電容電池,具有成本低、技術成熟、儲能容量大等優點,主要應用於電力系統的備載容量、頻率控制,不斷電系統。然而,它的缺點是儲存能量密度低、可充放電次數少、製造過程中存在一定污染等。

(4)磷酸鐵鋰電池

鋰離子電池以工作電壓高、響應速度快、但體積大、儲能密度一般。磷酸鐵鋰電池屬於鋰離子電池的一種,其正極材料為磷酸鐵鈷鋰LiFeCoPO4。與傳統的鈷酸鋰電池相比,鐵電池的能量密度為鈷酸鋰電池的75%,但在製造成本、安全性能、循環壽命、功率輸出範圍等方面都具有優勢。

(5)納米科技動力電容電池

動力電容電池是一種採用納米技術,結合物理電容和化學電源的新型綠色、環保儲能電源產品。動力電容電池將能量儲存在電極材料與電解質界面,而具有超高的電容值、極大的充放電功率非常好的低温性能。

3、 儲能電池比較

可從以下主要方面比較電池的適用性:安全性能、設計壽命、運行温度、維護成本、可回收性。

(1)安全性能:鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、磷酸鐵鋰電池和動力電容電池中,動力電容電池採用無機電解液,本身不會燃燒爆炸。權威檢測結果表明:動力電容電池通過了擠壓、針刺、短路、加熱、震動等安全測試,電池不燃燒、不爆炸。

(2)設計壽命:動力電容電池無“記憶效應”。其標稱循環壽命為充放電10000次。在公交車的實際行駛工況下,已循環28000餘次,產品無異常深圳某公司智能機器使用動力電容電池完成200A/20秒大電流急速充電超過127000次,產品也無任何異常。

(3)運行温度:動力電容電池的運行温度為-40~+55℃,因而可在全球多數地區使用。運行温度指標,在我國北方地區使用時尤其重要。鋰電池設計運行温度為10~50℃,無法在寒冷地區使用。

(4)維護成本:動力電容電池的運行維護成本很低。

(5)可回收性:動力電容電池富含稀土元素、鎳的化合物等稀有資源,一噸電池含稀土300-350Kg,鎳350-400Kg,回收率高於90%。廠家保證回收,回收價值不低於銷售價格的10%。在電池使用過程中實現了稀土、鎳等稀有資源的循環利用和動態儲備。

4、 推薦的儲能電池

以上從安全性能、設計壽命、運行温度、維護成本、可回收性等方面,論證比較了各型電池。

動力電容電池作為性能最好的儲能電池,可作為電池儲能電站的首選。