大型储能电池
在本文的开篇我们已经提及到新能源如风能,太阳能的发展需有大型储能电池的支持。就目前来看,成熟的大型储能电池的威廉希尔官方网站 还在发展过程中。现有的充电电池如用作大型储能都存在这样那样的问题, 比如铅酸电池有比能量,循环寿命和环保的问题;镍氢电池有成本,比能量,循环寿命等问题,锂电池也存在成本和产量问题。
如果现在就选择一种充电电池用作大型储能,铅酸电池勉强算得上。其实铅酸电池已经历了近150年的发展历程了,现在广泛的应用在交通、通信、电力、军事各个领域。它是法国人普兰特(G.Plante)于1859年发明的,其电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液。荷电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;放电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。
这是我们常见的铅酸电池
铅酸电池自发明后,在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得,使用上有充分的可靠性,适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。但铅酸电池有两个主要缺点:①充电末期水会分解为氢,氧气体析出,需经常加酸、加水,维护工作繁重;②气体溢出时携带酸雾,腐蚀周围设备,并污染环境,限制了电池的应用。 所以近二十年来,为了解决以上的两个问题,世界各国竞相开发密封铅酸电池(即VRLA),希望实现电池的密封,获得干净的绿色能源。1996年以后VRLA电池基本取代传统的富液开放式电池,得到了广大用户的认可。但很遗憾,直至今日所谓VRLA电池并不能100%的保证密封。
随着镍镉电池,镍氢电池和锂电池发展与大量应用,以及民众对环保的逐渐重视,铅酸电池在各个领域有逐步被淘汰的趋势。在大型储能领域,很明显锰酸锂电池特别是锂铁电池潜力巨大。假以时日,解决了成本问题的锰酸锂电池和锂铁电池必将获得广泛的应用。
最后简单介绍一下有潜力大型储能威廉希尔官方网站 。
1. 钒电池。钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery,缩写为VRB),它用不同价态的钒离子溶液分别作为正负极活性物质,通过外接泵把溶液从储液槽压入电池堆体内完成电化学反应,反应后溶液又回到储 液槽,活性物质不断循环流动,由此完成充放电。目前钒电池存在的威廉希尔官方网站 问题主要有两个,第一,钒电池正极液中的五价钒在静置或温度高于45摄氏度的情况下易析出五氧化二钒沉淀。第二,石墨极板要被正极液刻蚀。如果操作不当,一次充电就能让石墨板完全刻蚀,电堆只能报废。另外,钒电池目前成本过高。
2.磁悬浮飞轮储能。飞轮威廉希尔官方网站 就是机械能和电能的相互转化来充放电。它是以高速旋转的飞轮铁芯作为机械能量储存的介质,利用电动/发电机和能量转换控制系统来控制能量的输入和输出。为了减少运转时的损耗,提高转速和储能装置的效率,飞轮储能装置轴承的设计一般都使用非接触式的磁悬浮轴承威廉希尔官方网站 ,而且将电机和飞轮都密封在一个真空容器内减少风阻。
3. 超导储能。它把能量储存于超导线圈的磁场中,通过电磁相互转换实现储能装置的充电和放电。由于在超导状态下线圈没有电阻,因此超导储能的能量损耗非常小。但是超导是在超低温的条件下实现的,而持续维持超低温的花费巨大。所以这项威廉希尔官方网站 要等到高温超导材料的成熟才能广泛应用。