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                        論鉛碳儲能技術在可再生能源電力傳輸中的作用

                        發布時間:2022-03-23 10:22:12人氣:

                        在固定式應用中,鉛酸電池的傳統角色主要是提供后備電力,同時根據所在位置提供電力調節功能。在典型應用中,蓄電池的實際使用率(放電)是很低的,而它服務生涯的大部分時間是處于浮充狀態。
                          
                          然而,在大型電網系統中,儲能的使用更接近于重復充放電操作的循環應用。在這些應用中,相較于其它的儲能系統,傳統的后備電源技術顯得效果不佳。就算是專門設計用于循環應用的鉛酸電池,若未針對系統進行正確選型,或者在一定程度上降低了預期使用壽命,都會和其它替代技術一樣,表現得不盡如人意。相較于其它解決方案,它主要的成本優勢也將不復存在。
                          
                          隨著鉛碳技術向商業化的發展,許多限制傳統鉛酸系統性能的因素已逐步消弱或不復存在了。鉛碳電池的不飽和充電(PSoC)特性和循環充放電時電極的穩定技術,再加上并未增加的成本等多方面優勢,都大大提高了鉛碳技術在各類系統中的應用。
                          
                          高級鉛碳儲能系統(ALCESS)特別適合于電網中比重日益增大的可再生能源的電力傳輸。一般而言,電網堵塞限制了低成本可再生能源為負載供電。減少傳輸瓶頸點的堵塞,是增加低成本可再生能源向城市供電的最有效途徑。
                          
                          在此應用中,高級鉛碳儲能系統(ALCESS)安裝在電力傳輸系統的堵塞點,在緊急情況下提供儲備電源,借助儲能系統的容量可以提高偶發事件后堵塞點的電力吞吐上限。即使ALCESS系統只是按計劃部署,但在發生緊急情況時,它允許系統操作人員為堵塞點調配更多的電力傳輸容量。這樣不僅減輕了該位置的堵塞情況,還能促進低成本可再生能源的使用。該系統也可提供應急備用電力,以峰段價格銷售電力以及借助其它市場功能,可以進一步抵消該系統的成本。
                          
                          高級鉛碳儲能系統(ALCESS)具有成本低、可擴展性、可移動性和高可靠性等主要優點。至于使用壽命,作為該系統的一個重要指標,它將隨著技術的不斷成熟而日漸體現強大優勢。
                          
                          鉛碳技術
                          
                          在典型的后備電源應用中,主要的失效模式是正極由于腐蝕而退化。然而,在此提及的在溫度、不飽和充電(PSoC)運行方面對高循環壽命有額外要求的應用中,主要的故障發生在負極上。目前先進的閥控鉛酸蓄電池負極都采用一定量的添加劑,來提高電池的性能和壽命。如電池中添加木質素磺酸鹽,保持負極活性材料(NAM)的高比表面積,以提高利用率;添加硫酸鋇為反應產物(硫酸鉛)提供成核位置,并防止形成大顆粒的結晶體,因為有限表面積的大顆粒結晶體在充電時是很難轉回成鉛的。最后,加入炭黑可以增加電池板的傳導性,進而提高充電的接受能力。盡管業內還用到了其它添加劑,但是以上這三種添加劑占絕大比重。
                          
                          在應用初期,目前的電極設計可以提供良好性能,但隨著系統的持續運行,它的性能會退化得很快。其原因和機理非常容易理解。在不飽和充電(PSoC)狀態下,負電極處于不同荷電狀態,伴隨著一定比例的活性物質轉化為硫酸鉛,這些硫酸鉛隨著時間的推移再結晶,轉變成通常所說的硬硫酸鹽(hardsulfate)。反過來,這些結晶體又成為擇優晶體生長的溫床。產生的硫酸鹽晶體在再充電時都很難轉回成鉛,并且隨著時間推移,越來越多的硫酸鉛形成,電池的可用容量也就不斷下降。除了不飽和充電(PSoC)操作會造成硫化現象以外,負極也限制了充電電流量。而在脈沖充電時,電流電解水變成氫氣析出。這會導致電池干化,時間一長,容量也會降低。
                          
                          鉛/碳混合負極板和高性能正極板
                          
                          華申電池的解決方案是為高循環不飽和充電(PSoC)的運行模式而設計的,利用混合鉛碳負極板、設計先進的正極板和活性物質的合理配方,最終研發出一種適合此類應用的性能卓越的蓄電池。
                          
                          先進鉛碳電池克服了傳統電池的正負極故障,這歸功于它的混合鉛碳技術負極,對電池在不飽和充電(PSoC)模式下具有穩定作用,以及特有的正極活性物質為它帶來了卓越的循環性能。借助于正極和負極材料的協同作用,在不飽和充電(PSoC)模式下,先進鉛碳電池的循環壽命可提升10倍。此外,在不飽和充電(PSoC)運行模式下,電池的充電速度將和放電速度一樣快。
                          
                          該技術具有如下優點:
                          
                          高比功率和高比能量共存
                          
                          原材料和制造成本低
                          
                          已經驗證的制造工藝,可用現成的標準閥控鉛酸蓄電池生產設備進行生產
                          
                          基于對西恩迪的真正前置端子(TFA)電池產品線的使用,10年電池設計壽命可以達到
                          
                          總結
                          
                          鉛碳技術在可再生能源傳輸中提高傳輸效率的主要優勢歸納如下:
                          
                          在傳輸效率上,同其它儲能系統相比,鉛碳儲能系統是高效的解決方案之一。
                          
                          高級鉛碳儲能系統(ALCESS)可根據電網堵塞點的改變,靈活移動和調遷。
                          
                          延長的循環壽命,使得系統在電力傳輸以外,還可以提供應急備用電源和峰價銷售,無需過度規劃系統規模,從而降低了成本,提高了系統價值。
                          
                          鉛碳電池95%使用的是可回收材料,報廢后可充分回收利用。

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