Energilagringsteknologi i fotovoltaisk kraftgenereringssystem

- May 30, 2018-

Energilagringsteknologien i fotovoltaisk kraftgenereringssystem er et viktig teknisk mål for å overføre toppkraft, utvikle lavspennings elektrisitet, optimalisere ressursallokering og beskytte det økologiske miljøet. I vårt land har forfremmelse og bruk av energilagringsteknologi nettopp startet. Selv om kampanjen og søknaden er svært liten, har den åpenbare fordeler og stort potensial.


1. Energilagringsteknikkens rolle i fotovoltaiske kraftgenereringssystemer


Energilagringsteknologien er spesielt egnet for fotovoltaiske kraftgenereringssystemer for fornybar energi. På grunn av ustabilitet av fornybare energikilder, kan den ikke betjenes kontinuerlig. Derfor spiller energilagringsteknologi en svært viktig rolle i fotovoltaiske kraftgenereringssystemer. Energilagringsteknikkens rolle i fotovoltaiske kraftgenereringssystemer er som følger:


1) Lastregulering. Energilagringsenheten kan lades i løpet av lavt belastningsperioder på strømsystemet og slippes ut under topplastperioden.


2) Last inn sporing. Superledende energilagringssystemer, batterilagringssystemer og energilagringssystemer for svinghjul gjennom kraftelektronikkgrensesnittet kan raskt spore forandringer i lasten, og dermed redusere behovet for store generatorer til å spore lasten.


3) Systemet er stabilt. Den raske endringen av den aktive kraften og den reaktive effektutgangen av energilagringsenheten kan effektivt dempe strøm- og frekvensoscillasjonene i systemet.


4) Automatisk kraftgenereringskontroll. Akkumulator med AGC kan effektivt redusere områdestyringsfeilen.


5) Roterende kinetisk energilagring. En energilagringsenhet med et strømelektronisk grensesnitt kan raskt øke sin effekt og kan brukes som roterende kinetisk energi i kraftsystemet, noe som reduserer behovet for rotasjonsenergi av konvensjonelle kraftanlegg.


6) VAR-kontroll og effektfaktorkorreksjon. En energilagringsenhet med et strømelektronisk grensesnitt kan gi rask forandring av reaktiv effekt samtidig som den gir rask strøm.


7) Svart oppstartskapasitet. Energilagringsenheten kan levere fotovoltaisk kraftgenereringsutstyr for øyoperasjoner med den elektriske energien som kreves for oppstart.


8) Øk effektiviteten til kraftproduksjonsutstyr for å redusere vedlikeholdet. Energilagringsenhetens evne til å spore lasten gjør det mulig for det solcellekraftgenereringssystemet å operere i en konstant utgangsstrømtilstand, slik at dets kraftgenereringsutstyr kan operere på et høyeffektiv driftspunkt, og dermed forbedre den totale effektgenereringseffektivitet, vedlikehold intervaller og levetid for kraftgenereringsutstyret.


9) Forsinket systemets behov for ny overføringskapasitet. Energilagringsenheter installeres i passende områder av systemet, og de belastes i strømbruddperioden, og reduserer dermed topplastkapasiteten til overføringslinjer og øker kapasiteten til overføringslinjene effektivt.


10) Forsinket systemets etterspørsel etter ny generasjonskapasitet. Når energilagringsenheten flattet toppbelastningen, ble behovet for toppkapasiteten til systemet redusert.


11) Forbedre effektiv utnyttelse av kraftgenereringsutstyr. I toppperioden for strømforbruk kan strømutgangen fra energilagringsenheten øke systemets totale kapasitet.


2. Batterilager


På grunn av naturressursene har fornybare kraftkilder åpenbar intermittent og varierende effekt når de brukes til kraftproduksjon. Deres endringer er tilfeldige og kan lett påvirke strømnettet. I alvorlige tilfeller kan de forårsake strømnettet ulykker. For å kunne utnytte fornybar energi fullt ut og garantere påliteligheten, er det nødvendig å kontrollere og undertrykke slike energiforandringer som er vanskelige å forutsi nøyaktig. Energilagringsenheten brukes til å løse dette problemet. Batterilagringssystem består av batteri, omformer, styringsenhet, tilleggsutstyr (sikkerhet, miljøvernutstyr) og andre komponenter.


Batteripakken er en energilagringsenhet i et solenergi (000591) uten solstråleaggregat. Den konverterer likestrømmen som omdannes fra solstrålingen fra solcellearrangementet til kjemisk energi for lagring. Siden inngangsenergien til solcelle-solenergiinnretningen er ekstremt ustabil, er det generelt nødvendig å konfigurere lagringsbatteriet slik at lasten kan fungere normalt. Den elektriske energien som genereres av solcellen, lagres i form av kjemisk energi i lagringsbatteriet. Når lasten trenger å levere strøm, konverterer lagringsbatteriet den kjemiske energien til elektrisk energi for å forsyne lasten.


Batteriets egenskaper har direkte innvirkning på arbeidets effektivitet, pålitelighet og pris på solcellepanelet. Valget av batterikapasitet følger generelt følgende prinsipper: Først under forutsetningen av å kunne oppnå lastforbruk, bør den elektriske energien som produseres av solcellemodulene i løpet av dagen, lagres så mye som mulig, og samtidig Tid, den elektriske energien som trengs av den elektriske belastningen under de planlagte kontinuerlige regnfulle dagene, skal lagres. Batteriets kapasitet påvirkes av mengden strøm som kreves for sluttbelastningen og varigheten av solskinnet (kraftproduksjonstid). Batteriets watt-time kapasitet og ampere-time kapasitet bestemmes derfor av den forutbestemte belastningsbehovsstrømmen og den kontinuerlige tiden uten sollys, slik at batteriets ytelse direkte påvirker driftsegenskapene til solvarmeanlegget.


Omfattende analyse av egenskapene til forskjellige batterier, på grunn av blybatterier har en god pris, og energidensiteten kan også tilfredsstille kravene til systemdesign, og blant disse batteriene er kostnadseffektive blybatterier mest egnet for fotovoltaisk kraft generasjonssystemer, blybatterier har den lengste historien og er fortsatt mye brukt. Blybatterier ble oppfunnet av Plante i 1859 og har en historie på mer enn 150 år. I mer enn hundre år har teknologien, strukturen, produksjonen, ytelsen og anvendelsen av blybatterier blitt kontinuerlig utviklet. Utviklingen av vitenskap og teknologi har gitt vitalitet til gamle blybatterier.


Batteriet med blybatteri har gjennomgått store reformer i moderne tid, og ytelsen har blitt betydelig forbedret. Hovedskiltet er det batteri som ventileregulert blybatteri (VRLA) ble utviklet på 1970-tallet. GatesEnergyProductsInc, USA, pionerer utviklingen av blybatterier ved å introdusere ultrafint glassfiber sugetype hermetisk tetningsteknologi. I løpet av de siste ti årene har ytelsen til bipolare VRLA-batterier og VRLA-batterier med horisontal elektrode blitt ytterligere forbedret. I det bipolare VRLA-batteriet blir det innført en bipolar elektrode med positive og negative aktive materialer på begge sider av den kraftige tynne platen for å redusere den interne motstanden, og dermed øke den spesifikke energien og ladehastigheten betydelig. VRLA-batteriet har høy energi, lav pris og lang levetid. (10 år), stor kapasitet (2 ganger det med vanlige blybatterier), ingen lekkasje, sikkerhet, ingen forurensning, resirkulerbar, vedlikeholdsfri, enkel å bruke. For nyutviklede bipolære og horisontale VRLA batterier, viser C / 3 utladnings-spesifikk energi på ≥50Wh / kg utmerket ytelse.


3. Kolloidalt blybatteri


Kolloidale blybatterier er bare batterier som bruker kolloidale elektrolytter. Kolloidale blybatterier er en type blybatterier. Den enkleste metoden er å legge til et geleringsmiddel til svovelsyre slik at svovelsyreelektrolytten blir kolloidalt. Forskjellen mellom kolloidale blybatterier og vanlige blybatterier ligger ikke bare i endringen av elektrohydraulisk til gelaktig, men også i utviklingen av elektrolyttens elektrokjemiske egenskaper, samt deres anvendelse i rister og aktive materialer. For eksempel, bruk av ikke-størkne vandige kolloidale blybatterier, fra den elektrokjemiske klassifisering og kjennetegn ved de samme kolloidale blybatterier. Et annet eksempel er bruken av polymermaterialer i rister, kjent som keramiske rister, som er karakteristika for kolloidale blybatterier. Nylig har noen laboratorier tilsatt et målrettet koblingsmiddel til polarplateformuleringer, som i stor grad har forbedret reaksjonsutnyttelsen av de aktive materialer på platene.


Det kolloidale blybatteri-batteriet er en forseglet struktur, elektrolyttgel, ingen lekkasje, ingen syretåke og ingen forurensning på grunn av ladning og utladning. Det er et miljøvennlig produkt som er kraftig fremmet og anvendt av landet. De viktigste egenskapene til kolloidale blybatterier er: utladningskurven er rett, infleksjonspunktet er høyt, den spesifikke energien, spesielt den spesifikke kraften, er mer enn 20% større enn den for vanlige blybatterier og Levetiden er vanligvis omtrent dobbelt så lang som det for vanlige blybatterier. Sterk evne; Selvutladning er liten, motstandsdyktig mot lagring; Overladningsutvinningsytelsen er god, stor strømutladningskapasitet økt med mer enn 30% enn vanlig blybatterier; god lav temperatur ytelse, høy temperatur stabilitet, oppfyller 65 ° C eller enda høyere temperatur miljøkrav; Lang levetid, kan nå 800 ~ 1500 ladings- og utslippstid, enhetskostnaden for industrielle kostnader enn blybatterier, høy økonomisk effektivitet.


Kolloidkvalitet og fyllingsprosess har en viktig innflytelse på kvaliteten på kolloidale blybatterier. Utformingen, produksjonsprosessen og bruksforholdene (spesielt ladningsutladningsprosesser) av kolloidale blybatterier begrenser alle ytelsen til kolloidale blybatterier. Egenskapene til kolloidet må være kompatible med batteriets struktur og bruksforhold. Strukturen og bruksbetingelsene for det forseglede batteriet bidrar til stabiliteten til gelen, og gelens egenskaper gjør ytelsen til det forseglede batteriet mer perfekt. Moderne, gode kolloidale blybatterier er ventilregulerte blybatterier (VRLA), og kolloidale blybatterier laget av umodifiserte halvfabrikata av vanlige blybatterier er også kontroversielle.


Kolloidfylling, gelstabilitet og sikring av batterikapasitet er de tre sentrale teknologiene for kolloidale blybatterier. Det kolloidale blybatteri produsert av det tyske Sunshine Company har en meget lav kolloidal viskositet og er fylt med et kolloidalt blybatteri ved atmosfærisk trykk. Selv store kolloidale blybatterier fyller kolloidale blybatterier som perfusert fortynnet svovelsyre. Gelen er fullt gelert i batteriet, og viser en homogen limpinne inne og ute av polargruppen. Under hele det kolloidale blybatteriets levetid er det ingen flytende fenomen. Dette er vanskelig å gjøre for kolloidale blybatterier produsert i Kina. . Suntechs teknologi er verdens mest avanserte. Dryfit-serien av kolloidale blybatterier er trygg og pålitelig, langt liv, er verdens mest fremragende kolloidale blybatterier. Den spesifikke energien og storstrømutladningen av det kolloidale blybatteri produsert av Sunshine Company er imidlertid dårligere enn AGM-VRLA-batterier (dvs. ventilregulerte forseglede blybatterier ved bruk av ultrafine glasfibermembraner). I tillegg er solfirmaets plateomformingsprosess kompleks, og produksjons syklusen er lang. Noen varianter av kolloidale blybatterier må sendes gjennom 10 sykluser for ladning og utslipp for å redusere produksjonseffektiviteten og øke produktkostnaden, noe som ikke bidrar til storskala produktutvikling. Konkurrere med markedet.


Ventilregulerte forseglede blybatterier holder elektrolytten på to måter. En er å fikse elektrolytten ved generalforsamlingen. Den andre typen er en kolloid struktur hvor elektrolytten er festet av et kolloid. C & D Technologies i USA kombinerer imidlertid to metoder for å fikse elektrolytten, kalt komposittteknologi. I definisjonen av et kolloidalt blybatteri er bare elektrolytt gelignende (mer intuitivt, det kalles geléaktig). Det er ingen bestemmelse for bruk av separatoren. Derfor, så lenge gelen brukes til å fikse batteriet av elektrolytten, kan det kalles kolloidalt blybatteri.


Uavhengig av bruken av flytende silika og fumed silica, er geleringsprinsippet det samme, og det er en forskjell i partikkelstørrelse og renhet mellom dem. Derfor, etter at batteriet ble lagt til, har ytelsen til batteriet en relativt stor innvirkning. Gelens styrke er proporsjonal med innholdet av silika og mengden syre, og jo større styrke er, desto mindre sannsynlig er det å hydrere og bryte.


Den interne motstanden til batteriet er proporsjonal med innholdet av silika i kolloidet, slik at høyhastighetsytelsen (3C og høyere) av det kolloidale blybatteriet er verre enn AGM-VRLA-batteriet med samme struktur, men Den nominelle kapasiteten er lavere enn den for AGM-VRLA av samme struktur. Batteriet er 5 til 10% større. Kolloidale blybatterier som bruker en dedikert separator som PVC-SiO2 eller fenolharpiks, har mindre nominell kapasitet enn AGM-VRLA-batterier på grunn av innholdet av silika. Hvis du bruker PVC eller PE som separator, må silikainnholdet være ganske høyt for å danne et stabilt kolloid. Det kolloidale blybatteribatteriet som produseres av komposittteknologien, har et flyt-levetid på 1,5 til 2 ganger det i AGM-VRLA-batteriet med samme struktur, og sykluskapasiteten kan økes med 20%.


De fleste av verdens ledende selskaper som produserer blybatterier produserer kolloidale blybatterier, for eksempel: German Sunshine, Hagen, American DEKA, Trojan, Exide, SEC, etc., men Japans YUASA produserer ikke kolloidale blybatterier , men UXL-serien batterier har kolloidale komponenter, hovedrollen er å redusere elektrolyttlagringsfenomenet. Når det gjelder applikasjoner, hovedsakelig i solenergi, batterier, etc., er markedet relativt stort, prisen er ca 20% høyere enn AGM-VRLA-batterier.