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可再生能源傳輸:先進(jìn)鉛碳儲(chǔ)能系統(tǒng)有效改善電網(wǎng)的傳輸

作者: 時(shí)間:2016-10-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

導(dǎo)讀: 傳統(tǒng)上鉛酸電池的作用基本上是提供后備電力,并且根據(jù)位置提供電力調(diào)節(jié)。在典型的應(yīng)用中,電池的實(shí)際用途(放電)是非經(jīng)常性的,它在大部份服務(wù)時(shí)間是處?kù)陡〕錉顟B(tài)。
關(guān)鍵字 儲(chǔ)能 先進(jìn)鉛碳 閥控式鉛酸電池   
1.引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201610/307805.htm

傳統(tǒng)上鉛酸電池的作用基本上是提供后備電力,并且根據(jù)位置提供電力調(diào)節(jié)。在典型的應(yīng)用中,電池的實(shí)際用途(放電)是非經(jīng)常性的,它在大部份服務(wù)時(shí)間是處?kù)陡〕錉顟B(tài)。

然而,大型級(jí)是較近似於循環(huán)使用的重復(fù)充放電操作。在這些應(yīng)用中,與其他比較,傳統(tǒng)備用技術(shù)顯得不足。就算設(shè)計(jì)為循環(huán)應(yīng)用的鉛酸電池,都達(dá)不到其他技術(shù)方案的使用壽命和成本。

隨著鉛碳技術(shù)商品化的發(fā)展,減少或消除了很多傳統(tǒng)鉛酸電池系統(tǒng)的限制?;躲U碳電池的不飽和充電可行性和循環(huán)使用時(shí)電極的穩(wěn)定技術(shù),而又不增加成本,所以可提高它在這些系統(tǒng)應(yīng)用的可能性。

先進(jìn)鉛碳儲(chǔ)能系統(tǒng)(ALCESS)是特別適合增長(zhǎng)中的。一般來說,電網(wǎng)堵塞是限制了低成本的再生能源將電流送往負(fù)載。減少的瓶頸堵塞,是改善低成本再生發(fā)電向城市地區(qū)供電最有效的方法。

在這種應(yīng)用中,先進(jìn)鉛碳儲(chǔ)能系統(tǒng)(ALCESS)安裝在堵塞的地方,當(dāng)有緊急事故時(shí),它提供備用儲(chǔ)備能源,因此,使事故后的堵塞點(diǎn)減低所要增加的容量。當(dāng)ALCESS作周期性的部署,緊急事故時(shí),能使系統(tǒng)營(yíng)運(yùn)者可利用較大份額的堵塞點(diǎn)傳輸容量 。 因此,減低了安裝地點(diǎn)的堵塞和促進(jìn)低成本的再生能源的使用。這系統(tǒng)也可以提供緊急儲(chǔ)備電力、峰價(jià)銷售和其他市場(chǎng)功能,以補(bǔ)償系統(tǒng)的資金成本。

先進(jìn)鉛碳儲(chǔ)能系統(tǒng)的這種應(yīng)用,好處是相對(duì)成本低、建構(gòu)性、系統(tǒng)流動(dòng)性和可靠性。至于使用壽命是隨著技術(shù)成熟而成為系統(tǒng)明顯的好處,系統(tǒng)的大部份是來自成熟的技術(shù)。

2.鉛碳技術(shù)

在典型的后備電源應(yīng)用方面,最基本的失效模式是正極由于腐蝕而退化。然而,應(yīng)用在該方案則涉及附加高循環(huán)壽命的要求、溫度和不飽和充電的(PSoC)操作,主要的失效模式是在于負(fù)極。目前,閥控電池負(fù)極使用一定數(shù)量的添加劑,以改進(jìn)電池的性能和壽命。添加木質(zhì)素磺酸鹽以保持負(fù)極活性物質(zhì)(NAM)的高表面積來改進(jìn)使用。添加硫酸鋇是提供反應(yīng)物(硫酸鉛)的集結(jié)位置,阻止大型結(jié)晶的形成。大型結(jié)晶的有限表面積在充電時(shí)很難轉(zhuǎn)回為鉛。最后,加入炭黑是增加電池板的傳導(dǎo)性以改進(jìn)充電的接受性。在業(yè)內(nèi)也有加入其他添加劑,這三種材料是構(gòu)成壓倒性的主要添加劑。

在這里所提出的應(yīng)用,目前設(shè)計(jì)的電極在應(yīng)用初期可提供很好的效果,但當(dāng)系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行時(shí),會(huì)迅速退化。退化原因和結(jié)構(gòu)已很清楚。不飽和充電(PSoC),負(fù)電極是包含不同荷電狀態(tài)而約百分之幾的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)為硫酸鉛,這些硫酸鉛隨著時(shí)間的推移而再結(jié)晶,轉(zhuǎn)變成通常所說的硬硫酸鹽(hard sulfate)。這些結(jié)晶成為優(yōu)先結(jié)晶生長(zhǎng)的結(jié)點(diǎn)。這些產(chǎn)生的硫酸鹽結(jié)晶在再充電時(shí)都很難轉(zhuǎn)回成鉛,并且隨著時(shí)間推移,有越來越多的硫酸鉛形成,使容量不斷退化。除此之外,不飽和充電操作(PSoC),負(fù)極還限制了充電電流量。在脈沖充電操作時(shí),電流主要使電解水變成氫氣溢出。從而導(dǎo)致電池乾涸及隨著時(shí)間的推移而減少容量。

3.碳/鉛混合負(fù)極板和高性能正極板

CD的解決方案是為高循環(huán)不飽和充電 (PSoC) 而設(shè)計(jì),運(yùn)用混合U碳負(fù)極板和以設(shè)計(jì)先進(jìn)活性物質(zhì)化成法的正極板。結(jié)果是得到一個(gè)適合這類應(yīng)用性能優(yōu)越的電池。

從上圖可見,運(yùn)用了混合鉛碳技術(shù)的負(fù)極和專利活性物質(zhì)的正極在不飽和充電(PSoC) 操作,正負(fù)極的傳統(tǒng)故障模式均可以排除,電池的循環(huán)壽命提升10倍。另外,使電池充電更快。

該方案的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)如下:

①把電力和能量組合在同一個(gè)電池上;

②材料和制造成本低;

③基于已證實(shí)可靠的電池制造程序,可以用現(xiàn)成的閥控電池同樣的生產(chǎn)設(shè)備;

④基于CDTFA的生產(chǎn)線可得到10年壽命的蓄電池設(shè)計(jì)。

4.總結(jié)

鉛碳使用在傳輸方面增加傳輸運(yùn)用的優(yōu)點(diǎn)如下:

①在傳輸應(yīng)用上,鉛碳技術(shù)提供比其他能源儲(chǔ)存系統(tǒng)最有效的解決方案。

②先進(jìn)鉛碳儲(chǔ)能系統(tǒng) (ALCESS)是允許根據(jù)堵塞點(diǎn)的改變,將系統(tǒng)移動(dòng)調(diào)遷。

③增加循環(huán)壽命允許系統(tǒng)提供緊急備用電源和峰價(jià)銷售,除電力傳輸外,不需要預(yù)算系統(tǒng)的余量,減低成本和增加作用。

④鉛碳電池生產(chǎn)用95%可回收材料,在使用終結(jié)時(shí)可充份地再循環(huán)。



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