DKSESS 100KW OFF GRID/HYBRID БААРЫ БИР КҮН ЭНЕРГЕТИКАСЫ СИСТЕМАСЫНА

Энергияны сактоо системасындагы батареяларды салыштыруу
Батарея түрү энергия сактоо химиялык энергия сактоо болуп саналат.Ал тандалып алынган батареянын түрүнө жараша коргошун-кислота батареясы, литий батареясы, никель суутек батарейкасы, суюктук агымы батареясы (ванадий батареясы), натрий күкүрттүү батареясы, коргошун көмүртектүү батареясы ж.б.

1. Коргошун кислотасы
Коргошун кислотасы батарейкаларга коллоиддик жана суюктук (жөнөкөй коргошун кислотасы деп аталган) кирет.Батареялардын бул эки түрү ар кайсы аймактарга ылайык колдонулат.Коллоиддик батарейка күчтүү суукка туруштук берет жана анын иштөө энергиянын эффективдүүлүгү суюк батареяга караганда бир топ жакшыраак, температура 15 ° C төмөн болгондо жана анын жылуулук изоляциясы эң сонун.

Коллоиддик коргошун-кислота аккумулятору суюк электролит менен жалпы коргошун-кислота аккумуляторун жакшыртуу болуп саналат.Коллоиддик электролит күкүрт кислотасынын электролитин алмаштыруу үчүн колдонулат, ал коопсуздук, сактоо сыйымдуулугу, разряддык көрсөткүчтөрү жана кызмат мөөнөтү боюнча жалпы аккумулятордон жакшыраак.Коллоиддик коргошун-кислота аккумулятору гел электролитти кабыл алат жана ичинде эч кандай бош суюктук жок.Ошол эле көлөмдө электролит чоң кубаттуулукка ээ, чоң жылуулук сыйымдуулугуна жана күчтүү жылуулук таркатууга жөндөмдүү, бул жалпы батарейкалардын жылуулук качуу көрүнүшүнөн качат;Электроддук плитанын коррозиясы электролит концентрациясынын аздыгынан начар;Концентрациясы бирдей жана электролит стратификациясы жок.

Жөнөкөй коргошун-кислота аккумулятору аккумулятордун бир түрү, анын электроддору негизинен коргошун жана анын оксидинен жасалган, ал эми электролит күкүрт кислотасынын эритмеси.Коргошун-кислота аккумуляторунун разряддык абалында оң электроддун негизги компоненти коргошун диоксиди, ал эми терс электроддун негизги компоненти коргошун болуп саналат;Заряддоо абалында оң жана терс электроддордун негизги компоненттери коргошун сульфаты болуп саналат.бир клетка коргошун-кислота батареянын номиналдык чыңалуу 2.0V болуп саналат, ал 1.5V разряддалышы жана 2.4V үчүн заряддоого болот;Колдонмодо, алты бир клеткалуу коргошун-кислота батареялары 12V номиналдык коргошун-кислота батарейкасын түзүү үчүн катар колдонулат, ошондой эле 24V, 36V, 48V ж.б.

Анын артыкчылыктары негизинен төмөнкүлөрдү камтыйт: коопсуз мөөр, аба чыгаруу системасы, жөнөкөй тейлөө, узак кызмат мөөнөтү, туруктуу сапаты, жогорку ишенимдүүлүгү, жана тейлөө акысыз;Кемчилиги коргошундун булганышы чоң жана энергиянын тыгыздыгы төмөн (башкача айтканда, өтө оор).

2. Литий батареясы
"Литий батареясы" катод материалы жана суусуз электролит эритмеси катары литий металлы же литий эритмеси бар батареянын бир түрү.Бул эки категорияга бөлүнөт: литий металл батарейка жана литий-ион батарея.

Литий металл батареясы көбүнчө катод материалы катары марганец диоксиди, катоддук материал катары металл литий же анын эритме металлын колдонот жана суусуз электролит эритмесин колдонот.Литий-иондук батарейкалар көбүнчө катод материалдары катары литий эритмеси металл оксиддерин, катоддук материалдар катары графитти жана суусуз электролиттерди колдонушат.Литий-иондук батарейкалар металлдык литийди камтыбайт жана кайра заряддоого болот.Энергия сактоодо биз колдонгон литий батареясы "литий батареясы" деп аталган литий-иондук батарейка.

Энергияны сактоо тутумунда колдонулган литий батарейкалар негизинен төмөнкүлөрдү камтыйт: литий темир фосфат батареясы, үчтүк литий батареясы жана литий манганат батарейкасы.Жалгыз аккумулятор жогорку чыңалууга, кең иштөө температурасынын диапазонуна, жогорку өзгөчө энергияга жана эффективдүүлүккө жана өзүн-өзү разряддын төмөн ылдамдыгына ээ.Коопсуздукту жана өмүрдү коргоо жана теңдөө схемаларын колдонуу менен жакшыртууга болот.Ошондуктан, ар кандай батарейкалардын артыкчылыктарын жана кемчиликтерин эске алуу менен, литий батареялары салыштырмалуу жетилген өнөр жай чынжырына, коопсуздугуна, ишенимдүүлүгүнө жана экологиялык тазалыгына байланыштуу энергияны сактоочу электр станциялары үчүн биринчи тандоо болуп калды.

Анын негизги артыкчылыктары болуп төмөнкүлөр саналат: узак кызмат мөөнөтү, жогорку сактоо энергия тыгыздыгы, жеңил салмагы жана күчтүү көнүү;Кемчиликтери начар коопсуздук, жеңил жарылуу, жогорку наркы жана чектелген пайдалануу шарттары.

Литий темир фосфаты
Литий темир фосфат батареясы катод материалы катары литий темир фосфатын колдонгон литий-иондук батареяны билдирет.Литий-иондук батарейкалардын катоддук материалдары негизинен литий кобалаты, литий манганаты, литий никель кычкылы, тернардык материалдар, литий темир фосфат, ж.б. кирет.

Литий-темир фосфаты литий-кубаттуу батареянын материалы катары акыркы жылдары гана пайда болгон.Бул 2005-жылы Кытайда чоң кубаттуулуктагы литий темир фосфат батареясы иштелип чыккан.Анын коопсуздук көрсөткүчтөрү жана цикл өмүрү башка материалдар менен салыштырууга болбойт.1С кубаттоо жана разряддоо циклинин мөөнөтү 2000 эсеге жетет.Бир аккумулятордун ашыкча заряддагы чыңалуусу 30В, ал күйбөйт жана тешип кетпейт.Литий темир фосфаттык катоддук материалдардан жасалган чоң кубаттуулуктагы литий-иондук батарейкаларды электрдик транспортторду тез-тез кубаттоо жана разряддоо муктаждыктарын канааттандыруу үчүн катар катары колдонуу оңой.

Литий темир фосфат уулуу эмес, булганычсыз, коопсуз, кеңири булактардан алынган чийки зат, арзан, узак өмүр жана башка артыкчылыктарга ээ.Бул жаңы муундагы литий-иондук батарейкалар үчүн идеалдуу катод материалы.Литий-темир фосфат батареясынын да кемчиликтери бар.Мисалы, литий темир фосфаттык катоддук материалдын тыгыздыгы аз жана бирдей кубаттуулуктагы литий темир фосфат батареясынын көлөмү литий кобалаты сыяктуу литий-иондук батарейкалардан чоңураак, ошондуктан микро батарейкаларда эч кандай артыкчылыктарга ээ эмес.

Литий темир фосфатынын мүнөздүү өзгөчөлүктөрүнөн улам, анын төмөнкү температурада иштөөсү литий манганаты сыяктуу башка катоддук материалдардан төмөн.Жалпысынан алганда, бир уяча үчүн (батарея пакети эмес, бир клетка экенин эске алыңыз), батарейканын топтомунун өлчөнгөн төмөн температурадагы көрсөткүчтөрү бир аз жогору болушу мүмкүн,

Бул жылуулук таркатуунун шарттарына байланыштуу), анын сыйымдуулугун кармап туруу 0 ℃де 60 ~ 70%, - 10 ℃де 40 ~ 55% жана - 20 ℃де 20 ~ 40% түзөт.Мындай төмөн температура көрсөткүчү, албетте, электр менен жабдууну пайдалануу талаптарына жооп бере албайт.Азыркы учурда, кээ бир өндүрүүчүлөр электролит системасын өркүндөтүү, оң электрод формуласын жакшыртуу, материалдык аткарууну жакшыртуу жана клетка структурасынын дизайнын жакшыртуу жолу менен литий темир фосфатынын төмөнкү температуралык көрсөткүчтөрүн жакшыртышты.

Үчтүк литий батареясы
Үчтүк полимердик литий батареясы литий никель кобальт манганаты (Li (NiCoMn) O2) үчтүк катод материалы болгон литий батареясын билдирет.Үчтүк курамдуу катод материалы чийки зат катары никель тузунан, кобальт тузунан жана марганец тузунан жасалган.Үчтүк полимердик литий батареясындагы никель, кобальт жана марганецтин үлүшү чыныгы муктаждыктарга жараша жөнгө салынышы мүмкүн.Катод катары үчтүк материалдан турган батарея литий-кобальт батарейкасына салыштырмалуу жогорку коопсуздукка ээ, бирок анын чыңалышы өтө төмөн.

Анын негизги артыкчылыктары: жакшы цикл көрсөткүчтөрү;Кемчилиги - колдонуу чектелген.Бирок, үчтүк литий батарейкалар боюнча ички саясаттын катаалданышына байланыштуу, үчтүк литий батарейкаларды өнүктүрүү жайлап баратат.

Литий манганат батареясы
Литий манганат батареясы литий-иондук катоддук материалдардын эң келечектүү бири болуп саналат.Мындай литий кобалаты катары салттуу катод материалдары менен салыштырганда, литий манганат бай ресурстардын артыкчылыктары бар, арзан баада, эч кандай булганышы, жакшы коопсуздук, жакшы көбөйтүү аткаруу, ж.б. Бул электр батареялары үчүн идеалдуу катоддук материал болуп саналат.Бирок, анын начар цикл көрсөткүчтөрү жана электрохимиялык туруктуулугу абдан аны индустриялаштыруу чектейт.Литий манганаты негизинен шпинель литий манганатын жана катмарлуу литий манганатын камтыйт.Шпинел литий манганаты туруктуу түзүлүшкө ээ жана өнөр жай өндүрүшүн ишке ашыруу оңой.Бүгүнкү рыноктун продуктылары бул структуранын бардыгы болуп саналат.Шпинел литий манганаты кубдук кристалл системасына, Fd3m космос тобуна кирет жана теориялык өзгөчө кубаттуулугу 148mAh / г.Үч өлчөмдүү туннель структурасы болгондуктан, литий иондору структуранын кыйрашына себеп болбостон, шпинелдик тордон тескери түрдө киргизилиши мүмкүн, ошондуктан ал чоңойтуу көрсөткүчтөрүн жана туруктуулугуна ээ.

3. NiMH батареясы
NiMH батарейкасы жакшы иштеши менен бир түрү болуп саналат.Никель суутек батареясынын оң активдүү заты Ni (OH) 2 (NiO электрод деп аталат), терс активдүү зат металл гидриди, ошондой эле суутек сактоо эритмеси (суутек сактоочу электрод деп аталат) жана электролит 6моль/л калий гидроксиди эритмеси болуп саналат. .

Никель-металл гидриддик батарея жогорку вольттуу никель-металл гидриддик батарея жана төмөнкү вольттуу никель-металл гидриддик батарея болуп бөлүнөт.

Төмөн чыңалуу никель-металл гидриддик батарея төмөнкүдөй мүнөздөмөлөргө ээ: (1) батареянын чыңалуу 1,2 ~ 1,3 V, никелден-кадмий батареясына барабар;(2) жогорку энергия тыгыздыгы, никель-кадмий батареянын караганда 1,5 эседен ашык;(3) Fast кубаттоо жана кубаттоо, жакшы төмөн температура аткаруу;(4) Мөөр, күчтүү ашыкча заряд жана разрядга каршылык;(5) Батареядагы кыска туташуулардын алдын ала турган дендриттик кристаллдар жок;(6) Коопсуз жана ишенимдүү, айлана-чөйрөнү булганбайт, эс тутум эффектиси ж.б.

Жогорку чыңалуу никель суутек батареясы төмөнкү мүнөздөмөлөргө ээ: (1) Күчтүү ишенимдүүлүк.Ал ашыкча разряддан жана ашыкча заряддан коргоого ээ, жогорку заряддын разрядына туруштук бере алат жана дендрит пайда болбойт.Бул жакшы өзгөчө касиетке ээ.Анын салыштырма массасынын кубаттуулугу 60А · ч/кг, бул никель-кадмий батареясынан 5 эсе көп.(2) Узак цикл өмүрү, миң эсеге чейин.(3) Толугу менен мөөр басылган, тейлөө аз.(4) Төмөнкү температуранын көрсөткүчтөрү эң сонун, ал эми кубаттуулугу - 10 ℃да олуттуу өзгөрбөйт.

NiMH батарейканын негизги артыкчылыктары: жогорку энергия тыгыздыгы, тез кубаттоо жана разряддоо ылдамдыгы, жеңил салмак, узак кызмат мөөнөтү, айлана-чөйрөнү булгабайт;Кемчиликтери - эс тутумдун бир аз эффектиси, башкаруунун көбүрөөк көйгөйлөрү жана бир батарейканын сепараторунун эрүү түзүлүшү оңой.

4. Агым клеткасы
Суюк агымдуу батарея батареянын жаңы түрү.Суюк агымдуу батарейка – бул оң жана терс электролиттерди бөлүү жана өз-өзүнчө айлантуу үчүн колдонгон жогорку натыйжалуу батарея.Ал жогорку кубаттуулук, кеңири колдонуу чөйрөсү (чөйрө) жана узак цикл өмүрүнүн өзгөчөлүктөрүнө ээ.Бул учурда жаңы энергетикалык продукт болуп саналат.

Суюк агым аккумулятору жалпысынан энергияны сактоочу электр станциясынын системасында колдонулат, ал стек агрегатынан, электролит эритмесинен жана электролит эритмесин сактоочу жана камсыздоо блогунан, башкаруу жана башкаруу блогунан жана башкалардан турат. Өзөк стектен жана (стек кычкылданууну калыбына келтирүү реакциясы үчүн ондогон клеткалардан) жана спецификалык талаптарга ылайык заряддоо жана разряддоо үчүн бир клеткадан турат жана анын түзүлүшү күйүүчү май клеткасынын штабелине окшош.

Ванадий агымы батареясы энергияны сактоочу жана энергияны сактоочу жабдуулардын жаңы түрү.Ал күн жана шамал энергиясын өндүрүү процесстери үчүн колдоочу энергияны сактоочу түзүлүш катары гана эмес, ошондой эле электр тармагынын туруктуулугун жогорулатуу жана электр тармагынын коопсуздугун камсыз кылуу үчүн электр тармагынын эң жогорку кырылышы үчүн колдонулушу мүмкүн.Анын негизги артыкчылыктары: ийкемдүү жайгашуу, узак цикл мөөнөтү, тез жооп берүү убакыттары жана зыяндуу эмиссия жок;Кемчилиги - энергиянын тыгыздыгы абдан өзгөрүп турат.

5. Натрий күкүрттүү батарея
Натрий күкүрт батареясы оң уюлдан, терс уюлдан, электролиттен, диафрагмадан жана кабыктан турат.Кадимки экинчи батареялардан (коргошун-кислота батареялары, никель-кадмий батареялары ж. б.) айырмаланып, натрий күкүрттүү аккумулятор эриген электроддон жана катуу электролиттен турат.Терс уюлдун активдүү заты эриген металл натрий, ал эми оң уюлдун активдүү заты суюк күкүрт жана эриген натрий полисульфиди болуп саналат.Терс электрод катары металл натрий, оң электрод катары күкүрт жана электролит сепаратор катары керамикалык түтүк менен экинчилик батарея.Белгилүү бир жумушчу даражада натрий иондору электролит мембранасы аркылуу күкүрт менен реверсивдүү реакцияга кирип, энергияны чыгарууну жана сактоону түзө алат.

Химиялык энергия булагынын жаңы түрү катары, батареянын бул түрү пайда болгондон бери абдан өнүккөн.Натрий күкүрттүү аккумулятор көлөмү кичине, кубаттуулугу чоң, өмүрү узак жана эффективдүүлүгү жогору.Ал электр энергиясын сактоодо кеңири колдонулат, мисалы чокусу кыруу жана өрөөндү толтуруу, авариялык электр менен камсыздоо жана шамал энергиясын өндүрүү.

Анын негизги артыкчылыктары төмөндөгүлөр: 1) Ал көбүрөөк салыштырма энергияга ээ (б.а. аккумулятордун масса бирдигине же көлөмү бирдигине эффективдүү электр энергиясы).Анын теориялык өзгөчө энергиясы 760Wh/Kg, ал иш жүзүндө 150Wh/Kg ашты, бул коргошун-кислота аккумуляторунан 3-4 эсе көп.2) Ошол эле учурда, ал чоң ток жана жогорку күч менен разряд болот.Анын разряддык токтун тыгыздыгы жалпысынан 200-300mA/cm2 жетиши мүмкүн жана ал бир заматта өзүнө мүнөздүү энергиянын 3 эсесин чыгара алат;3) Жогорку заряддоо жана разряддоо натыйжалуулугу.

Натрий кукурт батареясында да кемчиликтер бар.Анын иштөө температурасы 300-350 ℃, ошондуктан батареяны жылытуу жана иштөө учурунда жылуу болушу керек.Бирок, бул көйгөйдү натыйжалуу жогорку натыйжалуу вакуумдук жылуулук изоляциялоо технологиясын колдонуу менен чечсе болот.

6. Коргошун көмүртектүү батарейка
Коргошун көмүртектүү аккумулятордук сыйымдуулук коргошун кислотасынын аккумуляторунун бир түрү, бул салттуу коргошун-кислота батареясынан өнүккөн технология.Бул батареянын терс уюлуна активдүү көмүртек кошуу менен коргошун кислотасынын аккумуляторунун иштөө мөөнөтүн бир топ жакшыртат.

Коргошун көмүртектүү аккумулятор - бул коргошун кислотасы менен супер конденсаторду бириктирген супер аккумулятордун жаңы түрү: ал супер конденсатордун чоң кубаттуулугу заматта кубатталышынын артыкчылыктарын гана эмес, ошондой эле белгилүү бир энергияны да ойнойт. коргошун кислотасы батарейканын артыкчылыгы, ошондой эле абдан жакшы кубаттоо жана разряддоо көрсөткүчтөрү бар - аны 90 мүнөттө толук кубаттоого болот (эгерде коргошун кислотасы батареясы ушундай жол менен кубатталып, разряддалса, анын иштөө мөөнөтү 30 эседен аз).Мындан тышкары, көмүртек (графен) кошулгандыктан, терс электроддун сульфациялануу кубулушуна бөгөт коюлат, бул өткөн батареянын иштебей калуу факторун жакшыртат жана батареянын иштөө мөөнөтүн узартат.

Коргошун көмүртектүү батарейка ички параллелдүү туташуу түрүндөгү асимметриялык суперконденсатор менен коргошун кислотасынын батарейкасынын аралашмасы.Супер аккумулятордун жаңы түрү катары коргошун көмүртектүү батарейка коргошун кислотасы батарейкасы жана суперконденсатор технологияларынын айкалышы болуп саналат.Бул сыйымдуулугу жана батареянын мүнөздөмөлөрү менен эки функциялуу энергия сактоочу батарейка.Демек, бул супер конденсатордун чоң кубаттуулугу менен заматта кубаттоонун артыкчылыктарына гана толук ойнобостон, ошондой эле бир сааттын ичинде толук кубаттоого боло турган коргошун-кислота аккумуляторлорунун энергетикалык артыкчылыктарына толук мүмкүнчүлүк берет.Бул жакшы заряддоо жана разряддоо көрсөткүчтөрү бар.Улам коргошун көмүртек технологиясын колдонуу, коргошун көмүр батареянын аткаруу, мисалы, гибриддик электр унаалар, электр велосипед жана башка талаалар сыяктуу жаңы энергетикалык транспорт, колдонулушу мүмкүн салттуу коргошун кислотасы батарейка, алда канча жогору;Ошондой эле шамал энергиясын өндүрүү жана энергияны сактоо сыяктуу жаңы энергияны сактоо тармагында колдонсо болот.