DKSESS 100KW OFF GRID/HYBRID ALLT Í EINU SÓLARORKUKERFI

Samanburður á rafhlöðum í orkugeymslukerfum
Orkugeymsla rafhlöðu er efnaorkugeymsla. Hægt er að skipta henni í blýsýrurafhlöður, litíumrafhlöður, nikkelvetnisrafhlöður, vökvaflæðisrafhlöður (vanadíumrafhlöður), natríumbrennisteinsrafhlöður, blýkolefnisrafhlöður og svo framvegis eftir því hvaða gerð rafhlöðu er valin.

1. Blýsýrurafhlaða
Blýsýrurafhlöður eru kolloidrafhlöður og fljótandi rafhlöður (svokölluð venjuleg blýsýrurafhlöður). Þessar tvær gerðir rafhlöðu eru notaðar eftir svæðum. Kolloidrafhlöður eru með sterka kuldaþol og orkunýtni þeirra er mun betri en fljótandi rafhlöður þegar hitastigið er undir 15°C og einangrun þeirra er framúrskarandi.

Kolloid blýsýrurafhlaða er framför frá hefðbundnum blýsýrurafhlöðum með fljótandi raflausn. Kolloid raflausnin er notuð í stað brennisteinssýruraflausnar, sem er betri en hefðbundnar rafhlöður hvað varðar öryggi, geymslugetu, útskriftargetu og endingartíma. Kolloid blýsýrurafhlaða notar gelraflausn og er enginn laus vökvi inni í henni. Við sama rúmmál hefur raflausnin mikla afkastagetu, mikla varmarafkastagetu og sterka varmadreifingargetu, sem getur komið í veg fyrir hitaupphlaup hjá almennum rafhlöðum; tæring á rafskautsplötunni er veik vegna lágs raflausnarþéttni; styrkurinn er jafn og það er engin lagskipting raflausna.

Venjuleg blýsýrurafhlaða er tegund rafhlöðu þar sem rafskautið er aðallega úr blýi og oxíði þess, og raflausnin er brennisteinssýrulausn. Í útskriftarástandi blýsýrurafhlaða er aðalþáttur jákvæða rafskautsins blýdíoxíð, og aðalþáttur neikvæða rafskautsins er blý; í hleðsluástandi eru aðalþættir jákvæðra og neikvæðra rafskauta blýsúlfat. Nafnspenna einstakrar blýsýrurafhlaða er 2,0V, sem hægt er að útrýma í 1,5V og hlaða í 2,4V; Í notkun eru sex einstakar blýsýrurafhlaður oft notaðar í röð til að mynda 12V nafnspennu blýsýrurafhlaða, sem og 24V, 36V, 48V, o.s.frv.

Kostir þess eru aðallega: örugg þétting, loftlosunarkerfi, einfalt viðhald, langur endingartími, stöðug gæði, mikil áreiðanleiki og viðhaldsfrítt; Ókosturinn er að blýmengunin er mikil og orkuþéttleikinn er lágur (þ.e. of þung).

2. Litíum rafhlaða
„Litíumrafhlaða“ er tegund rafhlaða sem notar litíummálm eða litíumblöndu sem katóðuefni og vatnslausa raflausn. Hún skiptist í tvo flokka: litíummálmrafhlaða og litíumjónarafhlaða.

Litíummálmrafhlaða notar almennt mangandíoxíð sem katóðuefni, málmlitíum eða málmblöndu þess sem katóðuefni og notar vatnslausa raflausn. Litíumjónarafhlöður nota almennt litíummálmoxíð sem katóðuefni, grafít sem katóðuefni og vatnslausa raflausn. Litíumjónarafhlöður innihalda ekki málmlitíum og er hægt að endurhlaða. Litíumrafhlaðan sem við notum í orkugeymslu er litíumjónarafhlöða, kölluð „litíumrafhlaða“.

Lithium rafhlöður sem notaðar eru í orkugeymslukerfum eru aðallega: litíum járnfosfat rafhlöður, þríþættar litíum rafhlöður og litíum manganat rafhlöður. Einföld rafhlöðu hefur háa spennu, breitt hitastigsbil, mikla sértæka orku og skilvirkni og lága sjálfhleðsluhraða. Hægt er að bæta öryggi og endingu með því að nota verndar- og jöfnunarrásir. Þess vegna, með hliðsjón af kostum og göllum hinna ýmsu rafhlöðu, hafa litíum rafhlöður orðið fyrsta valið fyrir orkugeymslustöðvar vegna tiltölulega þroskaðrar iðnaðarkeðju þeirra, öryggis, áreiðanleika og umhverfisvænni.

Helstu kostir þess eru: langur endingartími, mikil geymsluorkuþéttleiki, létt þyngd og sterk aðlögunarhæfni; Ókostirnir eru lélegt öryggi, auðveld sprenging, hár kostnaður og takmörkuð notkunarskilyrði.

Litíum járnfosfat
Litíum járnfosfat rafhlaða vísar til litíumjónarafhlöðu sem notar litíumjárnfosfat sem katóðuefni. Katóðuefni litíumjónarafhlöðu eru aðallega litíumkóbalat, litíummanganat, litíumnikkeloxíð, þríþætt efni, litíumjárnfosfat og svo framvegis. Litíumkóbalat er katóðuefnið sem flestir litíumjónarafhlöður nota.

Litíum járnfosfat sem efni fyrir litíum rafhlöður kom ekki fram fyrr en á undanförnum árum. Það var árið 2005 sem litíum járnfosfat rafhlaða með mikla afkastagetu var þróuð í Kína. Öryggisafköst hennar og endingartími eru óviðjafnanlegir öðrum efnum. Endingartími 1C hleðslu og afhleðslu nær 2000 sinnum. Yfirhleðsluspenna einnar rafhlöðu er 30V, sem mun ekki brenna og springa ekki. Litíum jón rafhlöður með mikla afkastagetu, gerðar úr litíum járnfosfat katóðuefni, eru auðveldari í röðnotkun til að mæta þörfum tíðrar hleðslu og afhleðslu rafknúinna ökutækja.

Litíum járnfosfat er eitrað, mengunarlaust, öruggt, víða fáanlegt hráefni, ódýrt, langlíft og hefur einnig sína kosti. Það er tilvalið katóðuefni fyrir nýja kynslóð litíumjónarafhlöður. Litíum járnfosfat rafhlöður hafa einnig sína galla. Til dæmis er þjöppunarþéttleiki litíum járnfosfat katóðuefnisins lítill og rúmmál litíum járnfosfat rafhlöðu með sömu afkastagetu er meira en litíumjónarafhlöður eins og litíumkóbalat, þannig að það hefur enga kosti í örrafhlöðum.

Vegna eðlislægra eiginleika litíumjárnfosfats er lághitaþol þess lakara en annarra katóðuefna eins og litíummanganats. Almennt séð, fyrir staka rafhlöðu (athugið að þetta er stak rafhlöðu frekar en rafhlöðupakki), getur mæld lághitaþol rafhlöðupakkans verið örlítið hærra.

Þetta tengist varmadreifingarskilyrðum), þar sem afkastageta þess er um 60~70% við 0 ℃, 40~55% við -10 ℃ og 20~40% við -20 ℃. Slík lághitastig geta augljóslega ekki uppfyllt kröfur aflgjafans. Eins og er hafa sumir framleiðendur bætt lághitastigsafköst litíumjárnfosfats með því að bæta rafvökvakerfið, bæta jákvæðu rafskautsformúluna, bæta efnisafköstin og bæta hönnun frumbyggingarinnar.

Þríhyrningslaga litíum rafhlaða
Þríþætt fjölliða litíumrafhlöða vísar til litíumrafhlöðu þar sem katóðuefnið er litíum-nikkel-kóbaltmanganat (Li(NiCoMn)O2). Þríþætta samsetta katóðuefnið er úr nikkel-, kóbalt- og mangansalti sem hráefnum. Hlutfall nikkel-, kóbalts- og mangansalt í þríþættu fjölliða litíumrafhlöðu er hægt að aðlaga eftir raunverulegum þörfum. Rafhlöður með þríþættu efni sem katóðu eru öruggari en litíum-kóbalt rafhlöður, en spennan er of lág.

Helstu kostir þess eru: góð afköst í hringrás; Ókosturinn er að notkunin er takmörkuð. Hins vegar, vegna hertrar innlendrar stefnu um þríhyrningslaga litíumrafhlöður, hefur þróun þríhyrningslaga litíumrafhlöðu tilhneigingu til að hægja á sér.

Lithium manganat rafhlaða
Litíummanganat rafhlaða er eitt af efnilegustu litíumjóna katóðuefnunum. Í samanburði við hefðbundin katóðuefni eins og litíumkóbalat hefur litíummanganat þá kosti að vera auðugt úrræði, lágt verð, mengunarlaust, öruggt, með góða margföldunargetu o.s.frv. Það er tilvalið katóðuefni fyrir rafhlöður. Hins vegar takmarkar léleg hringrásargeta þess og rafefnafræðilegur stöðugleiki iðnvæðingu þess verulega. Litíummanganat inniheldur aðallega spinel litíummanganat og lagskipt litíummanganat. Spinel litíummanganat hefur stöðuga uppbyggingu og er auðvelt að framkvæma í iðnaðarframleiðslu. Vörur á markaði í dag eru allar með þessa uppbyggingu. Spinel litíummanganat tilheyrir teningskristallakerfinu, Fd3m rúmflokknum, og fræðileg sértæk afkastageta er 148mAh/g. Vegna þrívíddar göngubyggingarinnar er hægt að losa litíumjónir afturkræflega úr spinelgrindinni án þess að valda hruni uppbyggingarinnar, þannig að það hefur framúrskarandi stækkunargetu og stöðugleika.

3. NiMH rafhlaða
NiMH rafhlaða er tegund rafhlaða með góða afköst. Jákvæða virka efnið í nikkelvetnisrafhlöðu er Ni(OH)2 (kallað NiO rafskaut), neikvæða virka efnið er málmhýdríð, einnig kallað vetnisgeymslumálmblanda (kallað vetnisgeymslurafskaut), og raflausnin er 6 mól/L af kalíumhýdroxíðlausn.

Nikkelmálmhýdríð rafhlöður eru skipt í háspennu nikkelmálmhýdríð rafhlöður og lágspennu nikkelmálmhýdríð rafhlöður.

Lágspennurafhlöður með nikkel-málmhýdríð hafa eftirfarandi eiginleika: (1) Rafhlöðuspennan er 1,2~1,3 V, sem jafngildir nikkel-kadmíum rafhlöðu; (2) Hár orkuþéttleiki, meira en 1,5 sinnum meiri en nikkel-kadmíum rafhlöður; (3) Hraðhleðsla og úthleðsla, góð lághitastig; (4) Innsiglun, sterk ofhleðslu- og úthleðslaþol; (5) Engin myndun dendritískra kristalla, sem getur komið í veg fyrir skammhlaup í rafhlöðunni; (6) Öruggt og áreiðanlegt, engin mengun í umhverfinu, engin minnisáhrif o.s.frv.

Háspennurafhlaða úr nikkelvetni hefur eftirfarandi eiginleika: (1) Sterk áreiðanleiki. Hún hefur góða vörn gegn ofhleðslu og ofhleðslu, þolir mikinn hleðsluhraða og myndar enga dendrít. Hún hefur góða sértæka eiginleika. Eðlisþyngdargeta hennar er 60A · klst./kg, sem er 5 sinnum meiri en hjá nikkel-kadmíum rafhlöðum. (2) Langur líftími, allt að þúsund sinnum. (3) Fullkomlega innsigluð, minna viðhald. (4) Lághitastig er frábær og afkastagetan breytist ekki verulega við -10 ℃.

Helstu kostir NiMH rafhlöðu eru: mikil orkuþéttleiki, hraður hleðslu- og úthleðsluhraði, létt þyngd, langur endingartími, engin umhverfismengun; Ókostirnir eru lítilsháttar minnisáhrif, meiri stjórnunarvandamál og auðvelt að mynda eina rafhlöðuskilju sem bráðnar.

4. Flæðisfruma
Vökvaflæðisrafhlaða er ný tegund rafhlöðu. Vökvaflæðisrafhlaða er afkastamikil rafhlaða sem notar jákvæða og neikvæða rafvökva til að aðskilja og dreifa sér. Hún hefur mikla afkastagetu, breitt notkunarsvið (umhverfi) og langan líftíma. Þetta er ný orkuvara um þessar mundir.

Fljótandi flæðisrafhlöður eru almennt notaðar í orkugeymslukerfum sem samanstendur af staflaeiningum, geymslu- og framboðseiningum fyrir raflausn og raflausn, stjórn- og stjórnunareiningum o.s.frv. Kjarninn samanstendur af stafla og (staflan samanstendur af tugum frumna fyrir oxunarlækkunarviðbrögð) og einni frumu fyrir hleðslu og afhleðslu samkvæmt sérstökum kröfum í röð, og uppbygging hennar er svipuð og eldsneytisraflastafla.

Vanadíumflæðisrafhlaða er ný tegund af orkugeymslu- og orkugeymslubúnaði. Hana er ekki aðeins hægt að nota sem stuðningsorkugeymslutæki fyrir sólar- og vindorkuframleiðslu, heldur einnig til að skera niður hámarksorkukerfi til að bæta stöðugleika raforkukerfisins og tryggja öryggi þess. Helstu kostir hennar eru: sveigjanleg uppsetning, langur líftími, hraður viðbragðstími og engin skaðleg losun; Ókosturinn er að orkuþéttleikinn er mjög breytilegur.

5. Natríumbrennisteinsrafhlaða
Natríumbrennisteinsrafhlöðan er samsett úr jákvæðum pól, neikvæðri pól, raflausn, himnu og hlíf. Ólíkt venjulegum aukarafhlöðum (blýsýrurafhlöðum, nikkel-kadmíumrafhlöðum o.s.frv.) er natríumbrennisteinsrafhlöðan samsett úr bráðnu rafskauti og föstu raflausn. Virka efnið í neikvæðu pólnum er bráðið málmnatríum og virka efnið í jákvæðu pólnum er fljótandi brennisteinn og bráðið natríumpólýsúlfíð. Aukarafhlöðan notar málmnatríum sem neikvæða rafskaut, brennistein sem jákvæða rafskaut og keramikrör sem raflausnarskilju. Við ákveðið vinnslustig geta natríumjónir brugðist við brennisteini í gegnum raflausnarhimnuna og myndað orkulosun og geymslu.

Sem ný tegund efnaorkugjafa hefur þessi tegund rafhlöðu verið mjög þróuð síðan hún kom til sögunnar. Natríumbrennisteinsrafhlöðan er lítil að stærð, stór að afkastagetu, endingargóð og skilvirk. Hún er mikið notuð í raforkugeymslu eins og tindaskerjun og dalfyllingu, neyðaraflsframleiðslu og vindorkuframleiðslu.

Helstu kostir þess eru eftirfarandi: 1) Það hefur hærri sértæka orku (þ.e. virka raforka á massaeiningu eða rúmmálseiningu rafhlöðunnar). Fræðileg sértæk orka þess er 760Wh/kg, sem hefur í raun farið yfir 150Wh/kg, 3-4 sinnum meira en blýsýrurafhlöður. 2) Á sama tíma getur það afhlaðið með miklum straumi og mikilli afköstum. Úthleðslustraumþéttleiki þess getur almennt náð 200-300mA/cm2 og það getur losað þrefalt meira en meðfædda orku sína á augabragði; 3) Mikil hleðslu- og afhleðslunýtni.

Natríumbrennisteinsrafhlöðan hefur einnig galla. Vinnsluhitastig hennar er 300-350 ℃, þannig að rafhlöðunni þarf að vera hituð og haldið heitri meðan hún er í notkun. Hins vegar er hægt að leysa þetta vandamál á áhrifaríkan hátt með því að nota háafköst lofttæmis einangrunartækni.

6. Blýkolefnisrafhlöður
Blýkolefnisrafhlaða er eins konar rafrýmd blýsýrurafhlaða, sem er tækni sem hefur þróast frá hefðbundnum blýsýrurafhlöðum. Hún getur aukið endingartíma blýsýrurafhlaða verulega með því að bæta virku kolefni við neikvæða pól rafhlöðunnar.

Blý-kolefnisrafhlaðan er ný tegund af ofurrafhlöðu sem sameinar blýsýrurafhlöðu og ofurþétti: hún nýtir ekki aðeins kosti þess að geta hleðst ofurþéttinn samstundis, heldur einnig kosti þess að blýsýrurafhlöðan sé orkusparandi og hefur mjög góða hleðslu- og afhleðslugetu - hún getur verið fullhlaðin á 90 mínútum (ef blýsýrurafhlöðan er hlaðin og afhlaðin á þennan hátt endist hún minna en 30 sinnum). Þar að auki, vegna þess að kolefni (grafen) er bætt við, er komið í veg fyrir súlfötun neikvæða rafskautsins, sem bætir líkur á bilun rafhlöðunnar og lengir líftíma rafhlöðunnar.

Blýkolefnisrafhlaðan er blanda af ósamhverfum ofurþétti og blýsýrurafhlöðu í formi innri samsíða tengingar. Sem ný tegund af ofurrafhlöðu er blýkolefnisrafhlaðan samsetning af tækni blýsýrurafhlöðu og ofurþétti. Hún er tvívirk orkugeymsla með bæði rafrýmdareiginleika og rafhlöðueiginleika. Þess vegna nýtir hún ekki aðeins kosti þess að hlaða ofurþétta með mikilli afkastagetu, heldur nýtir hún einnig orkukosti blýsýrurafhlöðu, sem hægt er að hlaða að fullu á einni klukkustund. Hún hefur góða hleðslu- og afhleðslugetu. Vegna notkunar á blýkolefnistækni er afköst blýkolefnisrafhlöðunnar mun betri en hefðbundinna blýsýrurafhlöðu, sem hægt er að nota í nýjum orkutækjum, svo sem blendingarakbílum, rafmagnshjólum og öðrum sviðum; hana má einnig nota á sviði nýrrar orkugeymslu, svo sem vindorkuframleiðslu og orkugeymslu.