REDOX батарея для солнечных фотоэлектрических систем

Проточные окислительно-восстановительные батареи (Redox Flow Batteries) представляют собой перезаряжаемые батареи, которые обычно основаны на двух жидких электролитах. Эти электролиты содержат окислительно-восстановительные соединения в виде растворенных солей, которые несут электрический заряд. RFB состоит из центральной электрохимической ячейки (или батареи) и двух резервуаров для хранения, каждый из которых содержит один из электролитов. В процессе работы аккумуляторной батареи электролиты направляются из накопительных баков в электрохимическую ячейку, где происходит обмен электронами, а затем возвращаются в накопительный бак. Таким образом, батарея постепенно заряжается или разряжается по мере преобразования электролитов.

redox battery принцип работы

Различные соли могут быть использованы в качестве окислительно-восстановительных активных частиц в электролитах, природа которых может сильно варьироваться от металлических до органических. Более того, теоретически возможно собрать любую положительную окислительно-восстановительную пару с любой отрицательной, и это приводит к большому разнообразию химических реакций RFB. Одним из самых первых разработанных был RFB Fe/Cr, изученный в НАСА в 1970-х годах. Однако в настоящее время наиболее распространенным и наиболее совершенным RFB является так называемый «полностью ванадиевый» RFB (или VRFB). В этой батарее в каждом электролите используется один и тот же металл — ванадий. Принцип его работы хорошо объяснен в ролике на Youtube ниже.

Одним из основных преимуществ именно этих аккумуляторов по сравнению с другими является то, что они обладают энергоемкостью, не зависящей от их выходной мощности. Это существенное различие является прямым следствием их жидкой природы. Действительно, хотя размер и количество элементов определяют выходную мощность, размер резервуаров для электролита, т.е. объем электролитов – определяет энергоемкость аккумулятора. Эта развязка позволяет использовать более широкий спектр приложений. Кроме того, они более безопасны, чем другие батареи, и имеют длительный срок службы, не требуя особого обслуживания. Их основным недостатком является относительно низкая плотность энергии, а это означает, что они занимают довольно большой объем.

RFB теперь коммерчески доступны, например, у следующих поставщиков:

  • Gildemeister – Cellstrom(полностью ванадий)
  • Redflow(цинк-бромид)
  • ВиЦн (цинково-железный)
  • Imergy(полностью ванадий)
  • UniEnergy Technologies(полностью ванадий)
  • Rongke Power(полностью ванадий)

Благодаря своей универсальности, RFB могут использоваться для широкого круга приложений. В частности, они могут быть реализованы в качестве дополнения к фотоэлектрической ферме или ветряной турбине. Действительно, они хорошо подходят для буферизации колебаний возобновляемой энергии, поскольку прерывистая зарядка или разрядка не оказывает существенного влияния на срок службы батареи, а время отклика RFB короткое (обычно менее 1 с). RFB также могут быть интегрированы в сеть микросетей, где они играют ту же роль по хранению избыточной продукции и поставке электроэнергии, когда потребление превышает производство. RFB также были установлены в качестве резервных систем (или ИБП) или, например, в удаленных районах для телекоммуникационных станций.

Redox flow batteries в цифрах:

Параметр Значение
Диапазон мощности   [кВт] 10 – 10,000
Диапазон емкости [кВт*ч] 10 – 50,000
Срок службы   [лет / циклов] 10 – 15 /   10,000 – 15,000
Плотность энергии [Вт*ч/л] 35
Напряжение ячейки   [В] 1 – 2.5
Время заряда/разряда [ч] 1 – 10
КПД [%] 70 – 80

Источник 

Прочитано 201 раз(а)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *