DKSESS 100KW TẮT LƯỚI/HYBRID TẤT CẢ TRONG MỘT HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI

So sánh pin trong hệ thống lưu trữ năng lượng
Lưu trữ năng lượng loại pin là lưu trữ năng lượng hóa học. Nó có thể được chia thành pin axit chì, pin lithium, pin niken hydro, pin dòng chất lỏng (pin vanadi), pin lưu huỳnh natri, pin chì carbon, v.v. theo loại pin đã chọn.

1. Pin axit chì
Pin axit chì bao gồm chất keo và chất lỏng (còn gọi là pin axit chì thông thường). Hai loại pin này được sử dụng tùy theo từng vùng miền. Pin keo có khả năng chống lạnh mạnh và hiệu suất năng lượng làm việc của nó tốt hơn nhiều so với pin lỏng khi nhiệt độ dưới 15 ° C và hiệu suất cách nhiệt của nó rất tuyệt vời.

Pin axit chì keo là một cải tiến của pin axit chì thông thường với chất điện phân lỏng. Chất điện phân keo được sử dụng để thay thế chất điện phân axit sulfuric, tốt hơn pin thông thường về độ an toàn, khả năng lưu trữ, hiệu suất xả và tuổi thọ. Pin axit chì dạng keo sử dụng chất điện phân dạng gel và không có chất lỏng tự do bên trong. Trong cùng một thể tích, chất điện phân có công suất lớn, công suất nhiệt lớn và khả năng tản nhiệt mạnh, có thể tránh được hiện tượng thoát nhiệt của pin thông thường; Sự ăn mòn tấm điện cực yếu do nồng độ chất điện phân thấp; Nồng độ đồng đều và không có sự phân tầng điện phân.

Pin axit chì thông thường là loại pin có điện cực chủ yếu được làm từ chì và oxit của nó, chất điện phân là dung dịch axit sunfuric. Ở trạng thái phóng điện của pin axit chì, thành phần chính của điện cực dương là chì dioxide và thành phần chính của điện cực âm là chì; Ở trạng thái tích điện, thành phần chính của điện cực dương và âm là chì sunfat. Điện áp danh định của pin axit chì đơn cell là 2,0V, có thể xả xuống 1,5V và sạc đến 2,4V; Trong ứng dụng, sáu pin axit chì đơn thường được sử dụng nối tiếp để tạo thành pin axit chì danh nghĩa 12V, cũng như 24V, 36V, 48V, v.v.

Ưu điểm của nó chủ yếu bao gồm: niêm phong an toàn, hệ thống thoát khí, bảo trì đơn giản, tuổi thọ dài, chất lượng ổn định, độ tin cậy cao và không cần bảo trì; Nhược điểm là ô nhiễm chì lớn và mật độ năng lượng thấp (nghĩa là quá nặng).

2. Pin lithium
"Pin lithium" là một loại pin sử dụng kim loại lithium hoặc hợp kim lithium làm vật liệu catốt và dung dịch điện phân không chứa nước. Nó được chia thành hai loại: pin lithium kim loại và pin lithium ion.

Pin kim loại lithium thường sử dụng mangan dioxide làm vật liệu catốt, lithium kim loại hoặc kim loại hợp kim của nó làm vật liệu catốt và sử dụng dung dịch điện phân không chứa nước. Pin lithium ion thường sử dụng oxit kim loại hợp kim lithium làm vật liệu catốt, than chì làm vật liệu catốt và chất điện phân không chứa nước. Pin lithium ion không chứa lithium kim loại và có thể sạc lại. Pin lithium mà chúng tôi sử dụng để lưu trữ năng lượng là pin lithium ion, được gọi là "pin lithium".

Pin lithium được sử dụng trong hệ thống lưu trữ năng lượng chủ yếu bao gồm: pin lithium iron phosphate, pin lithium ternary và pin lithium manganate. Pin đơn có điện áp cao, phạm vi nhiệt độ làm việc rộng, năng lượng và hiệu suất riêng cao và tốc độ tự xả thấp. Sự an toàn và tuổi thọ có thể được cải thiện bằng cách sử dụng các mạch bảo vệ và cân bằng. Do đó, xem xét ưu điểm và nhược điểm của các loại pin khác nhau, pin lithium đã trở thành lựa chọn hàng đầu cho các nhà máy điện lưu trữ năng lượng do dây chuyền công nghiệp tương đối trưởng thành, độ an toàn, độ tin cậy và thân thiện với môi trường.

Ưu điểm chính của nó là: tuổi thọ dài, mật độ năng lượng lưu trữ cao, trọng lượng nhẹ và khả năng thích ứng mạnh mẽ; Nhược điểm là độ an toàn kém, dễ cháy nổ, giá thành cao và điều kiện sử dụng hạn chế.

Liti sắt photphat
Pin lithium sắt photphat dùng để chỉ pin lithium ion sử dụng lithium sắt photphat làm vật liệu cực âm. Vật liệu catốt của pin lithium ion chủ yếu bao gồm lithium cobalate, lithium manganate, lithium niken oxit, vật liệu ternary, lithium iron phosphate, v.v. Lithium cobalate là vật liệu catốt được sử dụng bởi hầu hết các loại pin lithium ion.

Lithium sắt photphat làm vật liệu pin năng lượng lithium chỉ xuất hiện trong những năm gần đây. Năm 2005, pin lithium iron phosphate dung lượng lớn đã được phát triển ở Trung Quốc. Hiệu suất an toàn và vòng đời của nó không thể so sánh được với các vật liệu khác. Tuổi thọ của chu kỳ sạc và xả 1C đạt 2000 lần. Điện áp quá tải của một pin duy nhất là 30V, sẽ không cháy và đâm thủng sẽ không phát nổ. Pin lithium ion dung lượng lớn được làm bằng vật liệu catốt lithium iron phosphate dễ dàng sử dụng nối tiếp hơn để đáp ứng nhu cầu sạc, xả thường xuyên của xe điện.

Lithium iron phosphate không độc hại, không ô nhiễm, an toàn, nguyên liệu thô có nguồn gốc rộng rãi, giá rẻ, tuổi thọ cao và các ưu điểm khác. Nó là vật liệu cực âm lý tưởng cho pin lithium ion thế hệ mới. Pin lithium iron phosphate cũng có nhược điểm của nó. Ví dụ, mật độ xáo trộn của vật liệu catốt lithium iron phosphate nhỏ và dung lượng của pin lithium iron phosphate có dung lượng tương đương lớn hơn pin lithium ion như lithium cobalate, do đó nó không có lợi thế trong pin micro.

Do đặc tính vốn có của lithium iron phosphate, hiệu suất ở nhiệt độ thấp của nó kém hơn các vật liệu catốt khác như lithium manganate. Nói chung, đối với một ô (lưu ý rằng đó là một ô chứ không phải một bộ pin), hiệu suất đo được ở nhiệt độ thấp của bộ pin có thể cao hơn một chút,

Điều này liên quan đến điều kiện tản nhiệt), tỷ lệ duy trì công suất của nó là khoảng 60 ~ 70% ở 0oC, 40 ~ 55% ở -10oC và 20 ~ 40% ở -20oC. Hiệu suất nhiệt độ thấp như vậy rõ ràng không thể đáp ứng yêu cầu sử dụng nguồn điện. Hiện nay, một số nhà sản xuất đã cải thiện hiệu suất nhiệt độ thấp của lithium iron phosphate bằng cách cải tiến hệ thống điện phân, cải tiến công thức điện cực dương, cải thiện hiệu suất vật liệu và cải tiến thiết kế cấu trúc tế bào.

Pin lithium ba thế hệ
Pin lithium polymer ternary dùng để chỉ pin lithium có vật liệu catốt là vật liệu catốt ternary niken coban manganate (Li (NiCoMn) O2). Vật liệu catốt tổng hợp ternary được làm từ muối niken, muối coban và muối mangan làm nguyên liệu. Tỷ lệ niken, coban và mangan trong pin lithium polymer bậc ba có thể được điều chỉnh theo nhu cầu thực tế. Pin sử dụng vật liệu ba cực làm cực âm có độ an toàn cao so với pin lithium coban nhưng điện áp quá thấp.

Ưu điểm chính của nó là: hiệu suất chu trình tốt; Nhược điểm là việc sử dụng bị hạn chế. Tuy nhiên, do chính sách trong nước thắt chặt đối với pin lithium ba thế, sự phát triển của pin lithium ba thế có xu hướng chậm lại.

Pin lithium manganate
Pin lithium manganate là một trong những vật liệu catốt lithium ion hứa hẹn hơn. So với các vật liệu catốt truyền thống như lithium cobalate, lithium manganate có ưu điểm là nguồn tài nguyên phong phú, chi phí thấp, không gây ô nhiễm, an toàn tốt, hiệu suất nhân lên tốt, v.v. Đây là vật liệu catốt lý tưởng cho pin điện. Tuy nhiên, hiệu suất chu trình kém và độ ổn định điện hóa của nó hạn chế rất nhiều cho quá trình công nghiệp hóa. Manganate lithium chủ yếu bao gồm Manganate lithium Spinel và Manganate lithium phân lớp. Manganate lithium Spinel có cấu trúc ổn định và dễ dàng thực hiện sản xuất công nghiệp. Các sản phẩm trên thị trường ngày nay đều có cấu trúc này. Spinel lithium manganate thuộc hệ tinh thể lập phương, nhóm không gian Fd3m, dung lượng riêng theo lý thuyết là 148mAh/g. Do cấu trúc đường hầm ba chiều, các ion lithium có thể được tách ra khỏi mạng lưới Spinel một cách thuận nghịch mà không gây ra sự sụp đổ của cấu trúc, do đó nó có hiệu suất phóng đại và độ ổn định tuyệt vời.

3. Pin NiMH
Pin NiMH là loại pin có hiệu suất tốt. Chất hoạt tính dương của pin niken hydro là Ni (OH) 2 (gọi là điện cực NiO), chất hoạt tính âm là hydrua kim loại, còn gọi là hợp kim lưu trữ hydro (gọi là điện cực lưu trữ hydro), và chất điện phân là dung dịch kali hydroxit 6mol / L .

Pin hydrua kim loại niken được chia thành pin hydrua kim loại niken điện áp cao và pin hydrua kim loại niken điện áp thấp.

Pin hydrua kim loại niken điện áp thấp có các đặc điểm sau: (1) Điện áp của pin là 1,2 ~ 1,3 V, tương đương với pin niken cadmium; (2) Mật độ năng lượng cao, gấp hơn 1,5 lần so với pin niken cadmium; (3) Sạc và xả nhanh, hiệu suất tốt ở nhiệt độ thấp; (4) Có thể bịt kín, chống quá tải và phóng điện mạnh; (5) Không tạo ra tinh thể đuôi gai, có thể ngăn ngừa đoản mạch trong pin; (6) An toàn và đáng tin cậy, không gây ô nhiễm môi trường, không gây hiệu ứng nhớ, v.v.

Pin niken hydro điện áp cao có các đặc điểm sau: (1) Độ tin cậy cao. Nó có khả năng bảo vệ quá tải và quá tải tốt, có thể chịu được tốc độ phóng điện cao và không hình thành dendrite. Nó có tài sản cụ thể tốt. Công suất khối lượng riêng của nó là 60A · h/kg, gấp 5 lần so với pin niken cadmium. (2) Tuổi thọ dài, lên tới hàng nghìn lần. (3) Kín hoàn toàn, ít phải bảo trì. (4) Hiệu suất ở nhiệt độ thấp là tuyệt vời và công suất không thay đổi đáng kể ở -10oC.

Ưu điểm chính của pin NiMH là: mật độ năng lượng cao, tốc độ sạc và xả nhanh, trọng lượng nhẹ, tuổi thọ cao, không gây ô nhiễm môi trường; Nhược điểm là hiệu ứng bộ nhớ nhẹ, nhiều vấn đề về quản lý hơn và dễ hình thành sự nóng chảy của bộ tách pin đơn.

4. Tế bào dòng chảy
Pin dòng chất lỏng là một loại pin mới. Pin dòng lỏng là loại pin hiệu suất cao, sử dụng chất điện phân dương và âm để phân tách và lưu thông riêng biệt. Nó có các đặc tính của công suất cao, lĩnh vực ứng dụng (môi trường) rộng và tuổi thọ dài. Nó là một sản phẩm năng lượng mới hiện nay.

Pin dòng chất lỏng thường được sử dụng trong hệ thống nhà máy điện lưu trữ năng lượng, bao gồm bộ phận ngăn xếp, bộ phận lưu trữ và cung cấp dung dịch điện phân và dung dịch điện phân, bộ phận điều khiển và quản lý, v.v. Lõi bao gồm một ngăn xếp và (ngăn xếp là bao gồm hàng chục tế bào cho phản ứng oxy hóa khử) và một tế bào duy nhất để sạc và xả theo yêu cầu cụ thể nối tiếp và cấu trúc của nó tương tự như cấu trúc của ngăn xếp pin nhiên liệu.

Pin dòng Vanadi là một loại thiết bị lưu trữ năng lượng và lưu trữ năng lượng mới. Nó không chỉ có thể được sử dụng như một thiết bị lưu trữ năng lượng hỗ trợ cho các quá trình sản xuất năng lượng mặt trời và gió mà còn có thể được sử dụng để cạo lưới điện cao điểm để cải thiện sự ổn định của lưới điện và đảm bảo an ninh lưới điện. Ưu điểm chính của nó là: bố trí linh hoạt, tuổi thọ dài, thời gian phản hồi nhanh và không phát thải độc hại; Nhược điểm là mật độ năng lượng thay đổi rất nhiều.

5. Pin natri lưu huỳnh
Pin natri lưu huỳnh bao gồm cực dương, cực âm, chất điện phân, màng ngăn và vỏ. Không giống như pin thứ cấp thông thường (pin axit chì, pin niken cadmium, v.v.), pin natri lưu huỳnh bao gồm điện cực nóng chảy và chất điện phân rắn. Chất hoạt động của cực âm là natri kim loại nóng chảy, và chất hoạt động của cực dương là lưu huỳnh lỏng và natri polysulfua nóng chảy. Pin thứ cấp có natri kim loại làm điện cực âm, lưu huỳnh làm điện cực dương và ống gốm làm chất phân tách điện phân. Ở một mức độ làm việc nhất định, các ion natri có thể phản ứng thuận nghịch với lưu huỳnh qua màng điện phân để hình thành sự giải phóng và tích trữ năng lượng.

Là một loại nguồn năng lượng hóa học mới, loại pin này đã có sự phát triển vượt bậc kể từ khi ra đời. Pin natri lưu huỳnh có kích thước nhỏ, dung lượng lớn, tuổi thọ cao và hiệu quả cao. Nó được sử dụng rộng rãi trong việc lưu trữ năng lượng điện như cạo đỉnh và lấp đầy thung lũng, cung cấp điện khẩn cấp và phát điện gió.

Ưu điểm chính của nó như sau: 1) Nó có năng lượng riêng cao hơn (tức là năng lượng điện hiệu dụng trên một đơn vị khối lượng hoặc một đơn vị thể tích của pin). Năng lượng riêng theo lý thuyết của nó là 760Wh/Kg, thực tế đã vượt quá 150Wh/Kg, gấp 3-4 lần so với pin axit chì. 2) Đồng thời, nó có thể phóng điện với dòng điện lớn và công suất cao. Mật độ dòng phóng của nó thường có thể đạt tới 200-300mA/cm2 và nó có thể giải phóng năng lượng vốn có gấp 3 lần ngay lập tức; 3) Hiệu suất sạc và xả cao.

Pin natri lưu huỳnh cũng có những nhược điểm. Nhiệt độ làm việc của nó là 300-350oC, vì vậy pin cần được làm nóng và giữ ấm trong quá trình hoạt động. Tuy nhiên, vấn đề này có thể được giải quyết hiệu quả bằng cách sử dụng công nghệ cách nhiệt chân không hiệu suất cao.

6. Pin chì carbon
Pin cacbon chì là một loại pin axit chì điện dung, là công nghệ được phát triển từ pin axit chì truyền thống. Nó có thể cải thiện đáng kể tuổi thọ của pin axit chì bằng cách thêm than hoạt tính vào cực âm của pin.

Pin carbon chì là một loại siêu pin mới, kết hợp pin axit chì và siêu tụ điện: nó không chỉ phát huy lợi thế của khả năng sạc công suất lớn tức thời của siêu tụ điện mà còn phát huy năng lượng cụ thể Ưu điểm của pin axit chì là có hiệu suất sạc và xả rất tốt - có thể sạc đầy trong 90 phút (nếu sạc và xả pin theo cách này thì tuổi thọ của nó sẽ ít hơn 30 lần). Hơn nữa, do bổ sung carbon (graphene), hiện tượng sunfat hóa ở điện cực âm được ngăn chặn, giúp cải thiện hệ số hỏng pin trước đây và kéo dài tuổi thọ của pin.

Pin carbon chì là hỗn hợp của siêu tụ điện không đối xứng và pin axit chì ở dạng kết nối song song bên trong. Là một loại siêu ắc quy mới, ắc quy cacbon chì là sự kết hợp giữa công nghệ ắc quy axit chì và siêu tụ điện. Nó là một loại pin lưu trữ năng lượng có chức năng kép với cả đặc tính điện dung và đặc tính của pin. Do đó, nó không chỉ phát huy hết ưu điểm của việc sạc điện tức thời siêu tụ điện với công suất lớn mà còn phát huy hết lợi thế về năng lượng của pin axit chì, có thể sạc đầy trong một giờ. Nó có hiệu suất sạc và xả tốt. Do sử dụng công nghệ carbon chì, hiệu suất của pin chì carbon vượt trội hơn nhiều so với pin axit chì truyền thống, có thể được sử dụng trong các phương tiện năng lượng mới, như xe điện hybrid, xe đạp điện và các lĩnh vực khác; Nó cũng có thể được sử dụng trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng mới, chẳng hạn như sản xuất năng lượng gió và lưu trữ năng lượng.