Baterie przepływowe zyskują coraz większe znaczenie w systemach przechowywania energii. Technologia baterii przepływowych ma przewagę komercyjną nad innymi systemami przechowywania energii ze względu na swoje wewnętrzne efektywności i cykle życia, które nie występują w innych technologiach przechowywania energii.
StorEn opracowuje rewolucyjną gamę produktów, która umożliwia ekonomiczne przechowywanie i dostarczanie dużej ilości energii na żądanie. Ich system przechowywania energii (ESS) oparty na własnym projekcie baterii przepływowych, jest szczególnie korzystny dla dostawców energii odnawialnej, przedsiębiorstw energetycznych i użytkowników końcowych, takich jak dostawcy usług telekomunikacyjnych. Technologia StorEn pozwala tym branżom na ekonomiczne gromadzenie energii elektrycznej na dużą skalę i wywoływanie tej energii w dowolnym momencie. W przeciwieństwie do innych technologii baterii, ESS StorEn nie traci pojemności po tysiącach cykli ładowania i rozładowywania.
Opis systemu przepływowych baterii wankadowych StorEn
Co to jest bateria przepływowa z wankadium? Bateria przepływowa to rodzaj ogniw akumulatorowych, w których energia jest przechowywana chemicznie w ciekłych elektrolitach. W przeciwieństwie do tradycyjnych baterii, w których wszystkie materiały reaktywne są przechowywane wewnątrz ogniw, bateria przepływowa przechowuje elektrolit w zbiornikach. Elektrolit jest pompowany przez ogniwa, a energię elektryczną generuje reakcja chemiczna zachodząca podczas przepływu elektrolitu przez stos ogniw. Następnie ciecz jest zwracana do zbiorników.
W baterii przepływowej występują dwa elektrolity: jeden o ładunku dodatnim i jeden o ładunku bardziej ujemnym. Technologia ta wykorzystuje naturalne zdolności wanadu do istnienia w czterech różnych stopniach utlenienia. Każdy zbiornik elektrolitu jest naładowany wankadem w innej parze redoksowej. Dwa elektrolity nie miesza się ze sobą, ale są oddzielone w stosie ogniw przez bardzo cienką membranę, która pozwala na przepływ określonych jonów.
W komórkach znajdują się również bardzo stabilne elektrody węglowe, wyprodukowane w opatentowanym procesie i składzie, gdzie następuje przemiana energii chemicznej w energię elektryczną. Reakcje dotyczą tylko zmiany stanu utlenienia ditlenku wanadu, a elektrody nie zmieniają się fizycznie ani chemicznie.
Dodatkowo, obecność wanadu w obu zbiornikach elektrolitu nie prowadzi do wzajemnego zanieczyszczenia gatunków metalowych, jak ma to miejsce w innych technologiach wykorzystujących różne metale.
Dlatego można wykonać dużą liczbę cykli ładowania i rozładowywania, przekraczającą 20 000 cykli, bez znacznego zmniejszenia pojemności.
Zazwyczaj komórki są grupowane razem w bloki zwane stosami (stosami ogniw lub modułami). W każdym stosie ogniwa są połączone elektrycznie szeregowo przez płyty dwupolowe, czyli przewodzące płytki, które mają elektrolit dodatni z jednej strony i ujemny z drugiej. Dlatego napięcie stosu jest sumą napięć poszczególnych ogniw. Stos składający się z dziesięciu ogniw ma napięcie dziesięć razy większe niż pojedyncze ogniwo.
Konwencjonalne baterie (lub ogniwa) mogą być grupowane szeregowo i nazywane stroną baterii. Energia baterii jest ograniczona przez najgorsze ogniwo. Natomiast każde ogniwo baterii przepływowej praktycznie nie różni się od siebie, ponieważ mają ten sam elektrolit. Dlatego baterie przepływowe nie mają tych samych wrodzonych ograniczeń.
Moc stosu (w kW) jest również sumą mocy każdego ogniwa. Moc każdego ogniwa zależy od chemii baterii, temperatury i wymiarów ogniwa, a także kilku innych parametrów. Jednak energia (w kWh) baterii zależy od ilości elektrolitu obecnego w zbiornikach. Im więcej elektrolitu (energii), tym dłużej bateria będzie w stanie dostarczać tę samą ilość energii przez dłuższy czas. Praktycznie nie ma górnej granicy dla stosunku energii do mocy baterii przepływowej.
Baterie przepływowe mają unikalną zdolność do niezależnego określania energii i mocy, aby sprostać wymaganiom danej aplikacji.
Aplikacje, które skorzystają z systemu baterii przepływowych StorEn Technology, obejmują:
Aplikacje telekomunikacyjne
StorEn skupia się na ogniwach telekomunikacyjnych zasilanych z sieci, poza siecią oraz w miejscach o słabej infrastrukturze na terenie Ameryki Północnej, Środkowej i Południowej, Europy, Indii, Afryki i odległych wysp na całym świecie. W przypadku aplikacji zasilanych z sieci, ESS StorEn może być używany w wielu zastosowaniach, takich jak tradycyjne zasilanie awaryjne bateriami i jednoczesne przesuwanie zużycia energii do niższego taryfowego okresu użycia. W odległych miejscach ESS StorEn sprawdza się w witrynach wykorzystujących podejście „hybrydowe” i/lub cykliczne, gdzie do zasilania stacji komórkowych i mikrofalowych używa się generatora diesla w połączeniu z energią odnawialną, taką jak energia wiatrowa i/lub słoneczna.
Na tym rynku pierwszy wprowadzany na rynek produkt StorEn oferuje natychmiastowe korzyści, takie jak niższe koszty cyklu życia, minimalne koszty konserwacji i dłuższe możliwości rozładowania, a użytkownicy końcowi doświadczają krótkiego czasu zwrotu inwestycji dla wielu systemów. Dodatkowe korzyści dla środowiska obejmują znaczne zmniejszenie emisji spalin z diesla i minimalne kwestie utylizacji.
Aplikacje telekomunikacyjne: Tradycyjne zasilanie awaryjne
W większości systemów telekomunikacyjnych na całym świecie stosuje się baterie kwasowo-ołowiowe do zapewnienia funkcjonalności rezerwowej DC lub łączenia z długotrwałym systemem rezerwowym, takim jak generator diesla. W systemach podłączonych do sieci, te baterie służą tylko jako zasilacz UPS, wykorzystywane tylko w przypadku awarii sieci lub awarii spowodowanej przez złe warunki atmosferyczne. W Stanach Zjednoczonych i innych miejscach normalne wymagania dotyczące zasilania awaryjnego baterii to cztery godziny ciągłej pracy na bateriach, co pozwala na kontynuację awaryjnej komunikacji podczas przerwy w zasilaniu. W odległych lokalizacjach, na stacjach telekomunikacyjnych zasilanych z generatora diesla, baterie są używane jako zasilanie awaryjne, jeśli generator na miejscu nie działa.
Systemy zasilania awaryjnego kwasowo-ołowiowe są projektowane do sporadycznego użytku i zazwyczaj są stosowane przy małych stopniach rozładowania z powodu faktu, że żywotność akumulatorów kwasowo-ołowiowych jest kontrolowana przez liczbę cykli rozładowania i stopień rozładowania w tych cyklach. Żywotność baterii jest również kontrolowana przez temperatury pracy i napięcia ładowania stosowane podczas cyklu ładowania. Czasy ładowania są często pięciokrotnie dłuższe niż cykle rozładowania, co sprawia, że baterie kwasowo-ołowiowe są bardzo nieefektywne.
Baterie przepływowe: FAQ
1. Co to jest bateria przepływowa z wankadium?
Bateria przepływowa z wankadium to rodzaj ogniw akumulatorowych, w których energia jest przechowywana chemicznie w ciekłych elektrolitach. Elektrolit jest pompowany przez ogniwa, a energia elektryczna generowana jest przez reakcję chemiczną w trakcie przepływu elektrolitu przez stos ogniw. Bateria ta wykorzystuje zdolności wanadu do istnienia w czterech różnych stopniach utlenienia.
2. Jak działają baterie przepływowe?
W baterii przepływowej elektrolit jest przechowywany w zbiornikach, a nie wewnątrz ogniw. Elektrolit przechodzi przez ogniwa, gdzie dochodzi do reakcji chemicznej, generującej energię elektryczną. Następnie ciecz jest zwracana do zbiorników. Dla baterii przepływowych używa się dwóch elektrolitów – jednego o ładunku dodatnim i jednego o ładunku bardziej ujemnym.
3. Jakie są zalety baterii przepływowych StorEn?
Baterie przepływowe StorEn mają wiele zalet, w tym: wysoką pojemność magazynowania energii, długie cykle życia (ponad 20 000 cykli), brak utraty pojemności po wielu cyklach ładowania i rozładowywania, możliwość niezależnego określania energii i mocy oraz ekonomiczne gromadzenie energii na dużą skalę.
4. Jakie są zastosowania baterii przepływowych StorEn?
Baterie przepływowe StorEn znajdują zastosowanie w różnych obszarach, takich jak: aplikacje telekomunikacyjne (zasilanie awaryjne, stacje komórkowe), przedsiębiorstwa energetyczne oraz dostawcy usług telekomunikacyjnych. W tych dziedzinach technologia StorEn umożliwia ekonomiczne gromadzenie i dostarczanie dużej ilości energii na żądanie.
5. Jakie są korzyści dla środowiska wynikające z zastosowania baterii przepływowych StorEn?
Korzyści dla środowiska wynikające z zastosowania baterii przepływowych StorEn obejmują znaczne zmniejszenie emisji spalin z generatorów diesla oraz minimalne kwestie związane z utylizacją.
6. Jakie są wady baterii kwasowo-ołowiowych w porównaniu do baterii przepływowych?
Baterie kwasowo-ołowiowe, często stosowane w systemach telekomunikacyjnych, mają kilka wad, takich jak: niskie stopnie rozładowania, ograniczona żywotność kontrolowana przez liczbę cykli rozładowania i stopień rozładowania, długi czas ładowania oraz niska efektywność.
Więcej informacji i produkty:
– StorEn
– StorEn – Technologia