Системы хранения аккумуляторной энергии (BESS) коренным образом меняют способ потребления энергии, предлагая множество возможностей.of преимущества, включая разумное энергопотребление, снижение затрат, устойчивость, сохранение ресурсов и экологическую эффективность.
BESS поставляется в различных размерах: от компактных бытовых устройств до крупномасштабных систем, обслуживающих коммунальные предприятия и промышленность по всему миру.Однако эти системы различаются в зависимости от используемой в них электрохимии или аккумуляторной технологии.В этой статье мы углубимся в основные типы батарей BESS и возможности, которые они предоставляют для решений по хранению энергии.
Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы
Согласно отчету Управления энергетической информации США (EIA) за 2020 год, более 90% крупных аккумуляторных систем хранения энергии в США используют литий-ионные батареи.Мировая статистика подтверждает эту тенденцию.Этот тип перезаряжаемой батареи повсеместно используется в электромобилях, бытовой электронике и портативных устройствах, таких как смартфоны, ноутбуки, планшеты и камеры.Литий-ионные батареи имеют различные химические свойства, включая оксид лития-кобальта, оксид лития-марганца, фосфат лития-железа и оксид лития-никеля-марганца-кобальта (NMC) и другие.
Преимущества литий-ионных аккумуляторов многочисленны, что делает их ведущей технологией хранения энергии.Эти батареи легкие, компактные, обладают высокой емкостью и плотностью энергии, требуют минимального обслуживания и имеют длительный срок службы.Кроме того, они быстро заряжаются и имеют низкий уровень саморазряда.Однако к их недостаткам относятся относительно высокая стоимость, воспламеняемость и чувствительность к экстремальным температурам, перезарядке и чрезмерной разрядке.
Свинцово-кислотные (PbA) аккумуляторы
Свинцово-кислотные аккумуляторы представляют собой одну из старейших и наиболее экономически эффективных аккумуляторных технологий.Они находят широкое применение в автомобильной промышленности, промышленности и системах хранения энергии.Примечательно, что эти батареи легко перерабатываются и эффективно функционируют как в условиях высоких, так и при низких температурах.Свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием (VRLA), современный вариант, превосходят своих предшественников благодаря увеличенному сроку службы, увеличенной емкости и упрощенному обслуживанию.Однако медленная зарядка, большой вес и низкая плотность энергии являются основными ограничениями этой технологии.
Никель-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторы
Ni-Cd аккумуляторы занимали видное место в носимой электронике до появления литий-ионных аккумуляторов.Эти батареи отличаются универсальностью, разнообразием конфигураций, доступностью, простотой транспортировки и хранения, а также устойчивостью к низким температурам.Тем не менее, они отстают от конкурентов по плотности энергии, скорости саморазряда и возможности переработки.Никель-металлогидридные (Ni-MH) аккумуляторы, в которых в качестве компонента используется гидроксид оксида никеля (NiO(OH)) с технологией Ni-Cd, обладают превосходными характеристиками, такими как повышенная емкость и плотность энергии.
Натрий-серные (Na-S) аккумуляторы
В натриево-серных батареях используется расплавленная соль, что делает их экономически эффективной технологией.Эти батареи отличаются высокой плотностью энергии и мощности, долговечностью и стабильной работой в экстремальных условиях.Однако их применимость ограничена из-за требования высоких рабочих температур (не менее 300℃) и подверженности коррозии.Натрий, важнейший компонент, вызывает проблемы с безопасностью, поскольку он легко воспламеняется и взрывоопасен.Несмотря на эти проблемы, натриево-серные батареи идеально подходят для автономного хранения энергии, интегрированного с возобновляемыми источниками энергии.
Проточные батареи
В отличие от обычных аккумуляторных батарей, которые хранят энергию в твердых электродных материалах, проточные батареи хранят энергию в растворах жидких электролитов.Наиболее распространенным типом является ванадиевая окислительно-восстановительная батарея (VRB), а также другие варианты, включая цинк-бромные, цинк-железные и железо-хромовые батареи.Проточные батареи обладают уникальным набором преимуществ, включая исключительно длительный срок службы (до 30 лет), высокую масштабируемость, быстрое время отклика и низкий риск возгорания благодаря негорючим электролитам.Эти характеристики обеспечили проточным батареям значительную долю рынка в сетевых и автономных системах хранения энергии, особенно в крупномасштабных приложениях.
Благодаря этим аккумуляторным технологиям энергетический ландшафт меняется, предлагая разнообразные решения для удовлетворения различных потребностей в различных отраслях и секторах.Поскольку технологии продолжают развиваться, роль аккумуляторных систем хранения энергии будет становиться все более важной в формировании нашего энергетического будущего.
Время публикации: 28 августа 2023 г.