Arah baharu untuk penyimpanan tenaga jangka panjang: Bateri aliran Vanadium

Arah baharu untuk penyimpanan tenaga jangka panjang: Bateri aliran Vanadium

Bateri aliran vanadium ialah bateri redoks dengan vanadium sebagai medium. Nama penuhnya ialah Bateri Aliran Vanadium Redox (VFB), yang dicadangkan oleh Marria Kacos dari University of New South Wales, Australia pada tahun 1985. Sistem penyimpanan tenaga bateri vanadium mempunyai kecekapan penyimpanan tenaga yang tinggi dan boleh digunakan secara meluas dalam storan kuasa loji kuasa. Ia boleh menyimpan lebihan elektrik di bawah beban rendah dan memasukkan elektrik ke dalam grid sebagai sumber kuasa tambahan di bawah beban tinggi, mengurangkan sisa tenaga.

Bateri vanadium boleh menyimpan tenaga untuk masa yang lama. Apabila kecemasan berlaku, elektrolit yang disimpan boleh digunakan serta-merta, yang jauh lebih pantas daripada peranti penjanaan kuasa kecemasan. Ia boleh digunakan sebagai bekalan kuasa kecemasan selepas bekalan elektrik terputus. Memandangkan sumber tenaga terputus-putus seperti angin dan fotovoltaik mempunyai kestabilan penjanaan kuasa yang lemah, turun naik voltan dan kelipan, dan tidak dapat membentuk bekalan kuasa yang stabil, sistem penyimpanan tenaga yang cekap tinggi dan kos rendah diperlukan untuk bekerjasama dengannya. Bateri vanadium hanya memenuhi keperluan ini, dan mempunyai tenaga storan boleh laras, mudah untuk memantau kapasiti dan keadaan pengecasan, dan pelarasan fleksibel bagi kuasa cas dan nyahcas mengikut keperluan.

Bateri vanadium mempunyai kadar nyahcas diri yang rendah dan tenaga khusus yang tinggi, dan boleh digunakan untuk membina stesen janakuasa bateri vanadium berskala besar, dengan banyak mengurangkan permintaan untuk pemasangan peralatan penghantaran jarak jauh. Mereka mempunyai kecekapan ekonomi yang sangat unggul dan mengurangkan bahaya keselamatan yang dibawa oleh sejumlah besar peralatan penghantaran voltan tinggi.

Bateri aliran Vanadium mempunyai kelebihan berikut:
Fleksibiliti konfigurasi. Bateri vanadium mempunyai reka bentuk yang fleksibel. Kuasa keluaran bateri ditentukan oleh saiz tindanan bateri. Menambah bilangan sel tunggal dan kawasan berkesan boleh meningkatkan kuasa tindanan bateri. Kapasiti bateri ditentukan oleh jumlah elektrolit. Meningkatkan isipadu dan kepekatan elektrolit boleh meningkatkan kapasiti bateri. Kuasa dan kapasiti boleh dilaraskan mengikut saiz beban pelbagai tapak dan medan aplikasi. Untuk loji janakuasa tenaga baharu berskala besar, meningkatkan kapasiti penyimpanan tenaga boleh mengurangkan kos diratakan setiap kilowatt-jam.

Hayat bateri yang panjang. Bateri vanadium mempunyai bilangan kitaran lebih daripada 13,000 kali dan hayat perkhidmatan lebih daripada 20 tahun. Pengecasan dalam dan nyahcas dalam sistem tidak akan menjejaskan prestasi bateri, dan kedalaman nyahcas sistem (DOD) ialah ≥90%. Mengecas dan menyahcas pada ketumpatan arus yang cepat dan tinggi tidak akan merosakkan bateri.

Keselamatan yang tinggi. Bateri vanadium ialah sistem berasaskan air yang hampir tidak memerlukan pengurusan haba, bebas daripada bahaya letupan dan kebakaran, serta dilengkapi dengan peranti kalis bocor untuk mengelakkan kebocoran elektrolit.

Mesra alam sekitar. Elektrolit positif dan negatif bateri vanadium tidak bersentuhan secara langsung antara satu sama lain, boleh dikitar semula selama-lamanya, dan tidak akan mencemarkan alam sekitar. Elektrod dalam bahan tindanan bateri diperbuat daripada karbon/grafit felt, dan plat bipolar kebanyakannya diperbuat daripada bahan grafit atau karbon, yang tidak akan mencemarkan alam sekitar selepas dibuang. Bahan lain kebanyakannya bahan polimer dan boleh dikitar semula.

Kos kitaran hayat yang rendah. Bateri vanadium memerlukan pelaburan awal yang besar, dan kos bahan menyumbang sebahagian besar, jadi kos pelaburan unit lebih tinggi daripada bateri litium, tetapi ia mempunyai kelebihan ketahanan. Dari perspektif kos kitaran hayat, kos pembinaan bateri aliran vanadium jauh lebih rendah daripada bateri asid plumbum dan bateri litium-ion.