釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)

釩液流電池技術(shù)原理

釩電池全稱為全釩氧化還原液流電池(VanadiumRedoxBattery，縮寫為VRB)，是一種基于金屬釩元素的氧化還原可再生燃料電池儲(chǔ)能系統(tǒng)釩電池電能以化學(xué)能的方式存儲(chǔ)在不同價(jià)態(tài)釩離子的硫酸電解液中，通過外接泵把電解液壓入電池堆體內(nèi)，在機(jī)械動(dòng)力作用下，使其在不同的儲(chǔ)液罐和半電池的閉合回路中循環(huán)流動(dòng)，采用質(zhì)子交換膜作為電池組的隔膜，電解質(zhì)溶液平行流過電極表面并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，通過雙電極板收集和傳導(dǎo)電流，從而使得儲(chǔ)存在溶液中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。這個(gè)可逆的反應(yīng)過程使釩電池順利完成充電、放電和再充電。

釩電池的特性

系統(tǒng)使用壽命長(zhǎng)。釩電池充放電次數(shù)超過10萬次，使用壽命達(dá)到10年以上。

系統(tǒng)效率高。釩電池系統(tǒng)循環(huán)效率可達(dá)65-80%。

支持頻繁充放電。釩電池支持頻繁大電流充放電，每天可實(shí)現(xiàn)充放電數(shù)百次，而不會(huì)造成電池容量下降。

支持過充過放。釩電池系統(tǒng)支持深度充放電（DOD>80%），深度放電而不損壞電池。

充放電速度比為1.5:1。釩電池系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)快速充放電，滿足負(fù)載需要。

自放電率低。釩電池正負(fù)極電解液中的活性物質(zhì)分別儲(chǔ)存在不同的儲(chǔ)罐中，在系統(tǒng)關(guān)閉模式，儲(chǔ)罐中的電解液無自放電現(xiàn)象。

啟動(dòng)速度快。釩電池系統(tǒng)運(yùn)行過程中充放電切換時(shí)間小于1毫秒。

電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活。釩電池系統(tǒng)的功率與容量可以獨(dú)立設(shè)計(jì)，按照客戶需求配置，并實(shí)現(xiàn)快速升級(jí)。

維護(hù)成本低。釩電池系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，操作成本低，維護(hù)周期長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)單。

環(huán)保無污染。釩電池系統(tǒng)在常溫下封閉運(yùn)行，符合環(huán)保要求，可以完全回收，無處置問題。

釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用

釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（VRB-ESS）能夠應(yīng)用于電力供應(yīng)價(jià)值鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，可將諸如風(fēng)能、太陽能等間歇性可再生能源電力轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的電力輸出；偏遠(yuǎn)地區(qū)電力供應(yīng)的最優(yōu)化解決方式；電網(wǎng)固定投資的遞延，以及削峰填谷的應(yīng)用。VRB-ESS儲(chǔ)能系統(tǒng)也能夠作為變電站及通信基站提供備用電源得到應(yīng)用。

日本Tomammae風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目：

日本NEDO項(xiàng)目資助建成世界上規(guī)模最大的釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)用于風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能。該系統(tǒng)額定功率4MW，最大功率6MW，儲(chǔ)能時(shí)間1.5小時(shí)，平穩(wěn)風(fēng)電場(chǎng)不穩(wěn)定的功率輸出。Tomammae風(fēng)電場(chǎng)位于日本Hokkaido島，由Jpower公司負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)，發(fā)電功率為32MW。該系統(tǒng)在3年的時(shí)間里實(shí)現(xiàn)循環(huán)270,000次，并成功實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理，這大大減少了釩電池體積并提高了系統(tǒng)安全性，有效避免過充。