Nouă direcție pentru stocarea energiei pe termen lung: baterie cu flux de vanadiu

Nouă direcție pentru stocarea energiei pe termen lung: baterie cu flux de vanadiu

Bateria cu flux de vanadiu este o baterie redox cu vanadiul ca mediu. Numele său complet este Baterie Vanadiu Redox Flow (VFB), care a fost propus de Marria Kacos de la Universitatea din New South Wales, Australia în 1985. Sistemul de stocare a energiei bateriei cu vanadiu are o eficiență ridicată de stocare a energiei și poate fi utilizat pe scară largă în stocarea energiei centralelor electrice. Poate stoca excesul de energie electrică la sarcină scăzută și poate introduce energie electrică în rețea ca sursă de energie auxiliară la sarcină mare, reducând risipa de energie.

Bateriile cu vanadiu pot stoca energie pentru o perioadă lungă de timp. Când apare o urgență, electrolitul stocat poate fi pus imediat în uz, ceea ce este mult mai rapid decât dispozitivele de generare a energiei de urgență. Poate fi folosit ca sursă de alimentare de urgență după o întrerupere a curentului. Deoarece sursele de energie intermitentă, cum ar fi eolianul și fotovoltaica, au o stabilitate slabă în generarea de energie, fluctuații de tensiune și pâlpâie și nu pot forma o sursă de alimentare stabilă, este necesar un sistem de stocare a energiei cu eficiență ridicată și cu costuri reduse pentru a coopera cu acesta. Bateriile cu vanadiu doar îndeplinesc această cerință și au energie de stocare reglabilă, capacitatea și starea de încărcare ușor de monitorizat și ajustarea flexibilă a puterii de încărcare și descărcare în funcție de nevoi.

Bateriile cu vanadiu au o rată scăzută de auto-descărcare și o energie specifică ridicată și pot fi utilizate pentru a construi centrale electrice cu baterii cu vanadiu la scară largă, reducând foarte mult cererea pentru instalarea echipamentelor de transmisie pe distanțe lungi. Acestea au o eficiență economică foarte superioară și reduc pericolele de siguranță generate de un număr mare de echipamente de transmisie de înaltă tensiune.

Bateria cu flux de vanadiu are următoarele avantaje:
Flexibilitate de configurare. Bateria cu vanadiu are un design flexibil. Puterea de ieșire a bateriei este determinată de dimensiunea stivei de baterii. Creșterea numărului de celule individuale și a suprafeței efective poate crește puterea stivei bateriei. Capacitatea bateriei este determinată de cantitatea de electrolit. Creșterea volumului și concentrației electrolitului poate crește capacitatea bateriei. Puterea și capacitatea pot fi ajustate în funcție de dimensiunea sarcinii diferitelor locuri și domenii de aplicare. Pentru centralele energetice noi la scară largă, creșterea capacității de stocare a energiei poate reduce costul nivelat pe kilowatt-oră.

Durată lungă de viață a bateriei. Bateria cu vanadiu are un număr de cicluri de peste 13.000 de ori și o durată de viață de peste 20 de ani. Încărcarea profundă și descărcarea profundă a sistemului nu vor afecta performanța bateriei, iar adâncimea de descărcare a sistemului (DOD) este ≥90%. Încărcarea și descărcarea la o densitate de curent rapidă și mare nu va deteriora bateria.

Siguranță ridicată. Bateriile cu vanadiu sunt sisteme pe bază de apă care nu necesită aproape nicio gestionare termică, nu prezintă pericole de explozie și incendiu și sunt echipate cu dispozitive etanșe pentru a preveni scurgerile de electroliți.

Ecologic. Electroliții pozitivi și negativi ai bateriilor cu vanadiu nu intră în contact direct unul cu celălalt, pot fi reciclați pe termen nelimitat și nu vor polua mediul. Electrozii din materialele stivei bateriei sunt fabricați din pâslă de carbon/grafit, iar plăcile bipolare sunt în mare parte din grafit sau materiale de carbon, care nu vor polua mediul după ce au fost casate. Alte materiale sunt în principal materiale polimerice și pot fi reciclate.

Cost scăzut al ciclului de viață. Bateriile cu vanadiu necesită o investiție inițială mare, iar costurile materialelor reprezintă o proporție mare, astfel încât costul unitar al investiției este mai mare decât cel al bateriilor cu litiu, dar au avantajul durabilității. Din perspectiva costurilor ciclului de viață, costul de construcție al bateriilor cu flux de vanadiu este mult mai mic decât cel al bateriilor cu plumb-acid și al bateriilor litiu-ion.