DKSESS 100KW SISTEM TENAGA SURYA OFF GRID/HYBRID SEMUA DALAM SATU

Perbandingan baterai dalam sistem penyimpanan energi
Jenis baterai penyimpanan energi adalah penyimpanan energi kimia. Baterai dapat dibagi menjadi baterai timbal-asam, baterai litium, baterai nikel-hidrogen, baterai aliran cair (baterai vanadium), baterai natrium-sulfur, baterai timbal-karbon, dll. sesuai dengan jenis baterai yang dipilih.

1. Baterai asam timbal
Baterai timbal-asam meliputi baterai koloid dan baterai cair (yang disebut baterai timbal-asam biasa). Kedua jenis baterai ini digunakan menurut wilayah yang berbeda. Baterai koloid memiliki ketahanan dingin yang kuat, dan efisiensi energi kerjanya jauh lebih baik daripada baterai cair saat suhu di bawah 15 ° C, dan kinerja insulasi termalnya sangat baik.

Baterai timbal-asam koloid merupakan penyempurnaan dari baterai timbal-asam biasa dengan elektrolit cair. Elektrolit koloid digunakan untuk menggantikan elektrolit asam sulfat, yang lebih baik daripada baterai biasa dalam hal keamanan, kapasitas penyimpanan, kinerja pelepasan, dan masa pakai. Baterai timbal-asam koloid mengadopsi elektrolit gel, dan tidak ada cairan bebas di dalamnya. Di bawah volume yang sama, elektrolit memiliki kapasitas besar, kapasitas panas besar, dan kemampuan pembuangan panas yang kuat, yang dapat menghindari fenomena thermal runaway dari baterai umum; Korosi pelat elektroda lemah karena konsentrasi elektrolit rendah; Konsentrasinya seragam dan tidak ada stratifikasi elektrolit.

Baterai timbal-asam biasa adalah jenis baterai yang elektrodanya sebagian besar terbuat dari timbal dan oksidanya, dan elektrolitnya adalah larutan asam sulfat. Dalam keadaan pengosongan baterai timbal-asam, komponen utama elektroda positif adalah timbal dioksida, dan komponen utama elektroda negatif adalah timbal; Dalam keadaan pengisian, komponen utama elektroda positif dan negatif adalah timbal sulfat. Tegangan nominal baterai timbal-asam sel tunggal adalah 2,0V, yang dapat dikosongkan hingga 1,5V dan diisi hingga 2,4V; Dalam aplikasi, enam baterai timbal-asam sel tunggal sering digunakan secara seri untuk membentuk baterai timbal-asam nominal 12V, serta 24V, 36V, 48V, dll.

Keunggulan utamanya meliputi: penyegelan yang aman, sistem pelepasan udara, perawatan sederhana, masa pakai yang lama, kualitas stabil, keandalan tinggi, dan bebas perawatan; Kerugiannya adalah polusi timbalnya besar dan kepadatan energinya rendah (terlalu berat).

2. Baterai litium
"Baterai litium" adalah jenis baterai yang menggunakan logam litium atau paduan litium sebagai bahan katode dan larutan elektrolit non-air. Baterai ini terbagi menjadi dua kategori: baterai logam litium dan baterai ion litium.

Baterai logam litium umumnya menggunakan mangan dioksida sebagai bahan katode, logam litium atau logam paduannya sebagai bahan katode, dan menggunakan larutan elektrolit non-air. Baterai ion litium umumnya menggunakan oksida logam paduan litium sebagai bahan katode, grafit sebagai bahan katode, dan elektrolit non-air. Baterai ion litium tidak mengandung logam litium dan dapat diisi ulang. Baterai litium yang kami gunakan dalam penyimpanan energi adalah baterai ion litium, yang disebut sebagai "baterai litium".

Baterai litium yang digunakan dalam sistem penyimpanan energi terutama meliputi: baterai litium besi fosfat, baterai litium terner, dan baterai litium manganat. Baterai tunggal memiliki tegangan tinggi, rentang suhu kerja yang luas, energi dan efisiensi spesifik yang tinggi, serta tingkat pengosongan daya yang rendah. Keamanan dan masa pakai dapat ditingkatkan dengan menggunakan sirkuit proteksi dan pemerataan. Oleh karena itu, dengan mempertimbangkan kelebihan dan kekurangan berbagai baterai, baterai litium telah menjadi pilihan utama untuk pembangkit listrik penyimpanan energi karena rantai industrinya yang relatif matang, keamanannya, keandalannya, dan keramahan lingkungannya.

Keuntungan utamanya adalah: masa pakai panjang, kepadatan energi penyimpanan tinggi, ringan dan kemampuan beradaptasi yang kuat; Kerugiannya adalah keamanan yang buruk, mudah meledak, biaya tinggi dan kondisi penggunaan terbatas.

Litium besi fosfat
Baterai litium besi fosfat mengacu pada baterai ion litium yang menggunakan litium besi fosfat sebagai bahan katode. Bahan katode baterai ion litium terutama meliputi litium kobalat, litium manganat, litium nikel oksida, bahan terner, litium besi fosfat, dll. Litium kobalat adalah bahan katode yang digunakan oleh sebagian besar baterai ion litium.

Litium besi fosfat sebagai bahan baterai tenaga litium baru muncul dalam beberapa tahun terakhir. Pada tahun 2005, baterai litium besi fosfat berkapasitas besar dikembangkan di Tiongkok. Kinerja keselamatan dan siklus hidupnya tak tertandingi dengan bahan lain. Siklus hidup pengisian dan pengosongan 1C mencapai 2000 kali. Tegangan pengisian berlebih dari satu baterai adalah 30V, yang tidak akan terbakar dan bocor serta tidak akan meledak. Baterai ion litium berkapasitas besar yang terbuat dari bahan katoda litium besi fosfat lebih mudah digunakan secara seri untuk memenuhi kebutuhan pengisian dan pengosongan kendaraan listrik yang sering.

Litium besi fosfat tidak beracun, bebas polusi, aman, bahan bakunya banyak tersedia, murah, tahan lama, dan memiliki keunggulan lainnya. Ini adalah bahan katode yang ideal untuk baterai ion litium generasi baru. Baterai litium besi fosfat juga memiliki kekurangan. Misalnya, kerapatan tamping bahan katode litium besi fosfat kecil, dan volume baterai litium besi fosfat dengan kapasitas yang sama lebih besar daripada baterai ion litium seperti litium kobalat, sehingga tidak memiliki keunggulan dalam baterai mikro.

Karena karakteristik bawaan litium besi fosfat, kinerja suhu rendahnya lebih rendah daripada bahan katode lain seperti litium manganat. Secara umum, untuk sel tunggal (perhatikan bahwa ini adalah sel tunggal dan bukan baterai), kinerja suhu rendah yang diukur dari baterai mungkin sedikit lebih tinggi,

Hal ini terkait dengan kondisi pembuangan panas), tingkat retensi kapasitasnya sekitar 60~70% pada 0 ℃, 40~55% pada -10 ℃, dan 20~40% pada -20 ℃. Kinerja suhu rendah seperti itu jelas tidak dapat memenuhi persyaratan penggunaan catu daya. Saat ini, beberapa produsen telah meningkatkan kinerja suhu rendah litium besi fosfat dengan meningkatkan sistem elektrolit, meningkatkan formula elektroda positif, meningkatkan kinerja material, dan meningkatkan desain struktur sel.

Baterai litium terner
Baterai lithium polimer terner mengacu pada baterai lithium yang bahan katodenya adalah bahan katode terner nikel lithium kobalt manganat (Li (NiCoMn) O2). Bahan katode komposit terner terbuat dari garam nikel, garam kobalt, dan garam mangan sebagai bahan baku. Proporsi nikel, kobalt, dan mangan dalam baterai lithium polimer terner dapat disesuaikan menurut kebutuhan aktual. Baterai dengan bahan terner sebagai katode memiliki keamanan yang tinggi dibandingkan dengan baterai lithium kobalt, tetapi tegangannya terlalu rendah.

Keunggulan utamanya adalah: kinerja siklus yang baik; Kekurangannya adalah penggunaannya terbatas. Namun, karena pengetatan kebijakan domestik terhadap baterai litium terner, pengembangan baterai litium terner cenderung melambat.

Baterai litium manganat
Baterai litium manganat merupakan salah satu bahan katode ion litium yang menjanjikan. Dibandingkan dengan bahan katode tradisional seperti litium kobalat, litium manganat memiliki keunggulan sumber daya yang melimpah, biaya rendah, tidak ada polusi, keamanan yang baik, kinerja perkalian yang baik, dll. Ini merupakan bahan katode yang ideal untuk baterai daya. Namun, kinerja siklusnya yang buruk dan stabilitas elektrokimia sangat membatasi industrialisasinya. Litium manganat terutama mencakup litium manganat spinel dan litium manganat berlapis. Litium manganat spinel memiliki struktur yang stabil dan mudah untuk mewujudkan produksi industri. Produk pasar saat ini semuanya memiliki struktur ini. Litium manganat spinel termasuk dalam sistem kristal kubik, grup ruang Fd3m, dan kapasitas spesifik teoritisnya adalah 148mAh/g. Karena struktur terowongan tiga dimensi, ion litium dapat dilepaskan secara reversibel dari kisi spinel tanpa menyebabkan keruntuhan struktur, sehingga memiliki kinerja pembesaran dan stabilitas yang sangat baik.

3. Baterai NiMH
Baterai NiMH merupakan jenis baterai dengan kinerja yang baik. Zat aktif positif baterai nikel hidrogen adalah Ni (OH) 2 (disebut elektroda NiO), zat aktif negatif adalah logam hidrida, juga disebut paduan penyimpan hidrogen (disebut elektroda penyimpan hidrogen), dan elektrolitnya adalah larutan kalium hidroksida 6mol/L.

Baterai nikel metal hidrida dibagi menjadi baterai nikel metal hidrida tegangan tinggi dan baterai nikel metal hidrida tegangan rendah.

Baterai nikel metal hidrida tegangan rendah memiliki karakteristik sebagai berikut: (1) Tegangan baterai adalah 1,2~1,3 V, yang setara dengan baterai nikel kadmium; (2) Kepadatan energi tinggi, lebih dari 1,5 kali lipat baterai nikel kadmium; (3) Pengisian dan pengosongan cepat, kinerja suhu rendah yang baik; (4) Dapat disegel, ketahanan pengisian dan pengosongan yang kuat; (5) Tidak ada pembentukan kristal dendritik, yang dapat mencegah korsleting pada baterai; (6) Aman dan andal, tidak ada polusi terhadap lingkungan, tidak ada efek memori, dll.

Baterai nikel hidrogen tegangan tinggi memiliki karakteristik sebagai berikut: (1) Keandalan yang kuat. Baterai ini memiliki perlindungan yang baik terhadap pelepasan muatan berlebih dan pengisian berlebih, dapat menahan laju pelepasan muatan yang tinggi dan tidak memiliki pembentukan dendrit. Baterai ini memiliki sifat spesifik yang baik. Kapasitas massa spesifiknya adalah 60A · h/kg, yang merupakan 5 kali lipat dari baterai nikel kadmium. (2) Siklus hidup yang panjang, hingga ribuan kali. (3) Tertutup rapat, perawatan yang lebih sedikit. (4) Kinerja suhu rendah sangat baik, dan kapasitasnya tidak berubah secara signifikan pada -10 ℃.

Keunggulan utama baterai NiMH adalah: kepadatan energi tinggi, kecepatan pengisian dan pengosongan cepat, bobot ringan, masa pakai lama, dan tidak ada pencemaran lingkungan. Kelemahannya adalah efek memori sedikit, lebih banyak masalah manajemen, dan mudahnya membentuk pemisah baterai tunggal yang mencair.

4. Sel aliran
Baterai aliran cair merupakan jenis baterai baru. Baterai aliran cair merupakan baterai berkinerja tinggi yang menggunakan elektrolit positif dan negatif untuk dipisahkan dan disirkulasikan secara terpisah. Baterai ini memiliki karakteristik kapasitas tinggi, bidang aplikasi (lingkungan) yang luas, dan siklus hidup yang panjang. Saat ini, baterai ini merupakan produk energi baru.

Baterai aliran cair umumnya digunakan dalam sistem pembangkit listrik penyimpanan energi, yang terdiri dari unit tumpukan, larutan elektrolit dan unit penyimpanan dan pasokan larutan elektrolit, unit kontrol dan manajemen, dll. Inti terdiri dari tumpukan dan (tumpukan terdiri dari lusinan sel untuk reaksi reduksi oksidasi) dan satu sel untuk pengisian dan pengosongan sesuai dengan persyaratan khusus secara seri, dan strukturnya mirip dengan tumpukan sel bahan bakar.

Baterai aliran vanadium merupakan jenis baru peralatan penyimpanan daya dan penyimpanan energi. Baterai ini tidak hanya dapat digunakan sebagai perangkat penyimpanan energi pendukung untuk proses pembangkitan daya surya dan angin, tetapi juga dapat digunakan untuk pemangkasan puncak jaringan listrik guna meningkatkan stabilitas jaringan listrik dan memastikan keamanan jaringan listrik. Keunggulan utamanya adalah: tata letak yang fleksibel, siklus hidup yang panjang, waktu respons yang cepat, dan tidak ada emisi berbahaya; Kerugiannya adalah kepadatan energi sangat bervariasi.

5. Baterai natrium sulfur
Baterai natrium sulfur terdiri dari kutub positif, kutub negatif, elektrolit, diafragma, dan cangkang. Tidak seperti baterai sekunder biasa (baterai timbal-asam, baterai nikel kadmium, dll.), baterai natrium sulfur terdiri dari elektroda cair dan elektrolit padat. Zat aktif kutub negatif adalah logam cair natrium, dan zat aktif kutub positif adalah sulfur cair dan natrium polisulfida cair. Baterai sekunder dengan logam natrium sebagai elektroda negatif, sulfur sebagai elektroda positif, dan tabung keramik sebagai pemisah elektrolit. Di bawah tingkat kerja tertentu, ion natrium dapat bereaksi secara reversibel dengan sulfur melalui membran elektrolit untuk membentuk pelepasan dan penyimpanan energi.

Sebagai jenis baru sumber daya kimia, baterai jenis ini telah berkembang pesat sejak pertama kali ditemukan. Baterai natrium sulfur berukuran kecil, berkapasitas besar, tahan lama, dan memiliki efisiensi tinggi. Baterai ini banyak digunakan dalam penyimpanan energi listrik seperti pencukuran puncak dan pengisian lembah, pasokan daya darurat, dan pembangkitan tenaga angin.

Keunggulan utamanya adalah sebagai berikut: 1) Memiliki energi spesifik yang lebih tinggi (yaitu, energi listrik efektif per satuan massa atau satuan volume baterai). Energi spesifik teoritisnya adalah 760 Wh/Kg, yang sebenarnya telah melampaui 150 Wh/Kg, 3-4 kali lipat dari baterai timbal-asam. 2) Pada saat yang sama, ia dapat mengeluarkan daya dengan arus besar dan daya tinggi. Kepadatan arus pelepasannya secara umum dapat mencapai 200-300 mA/cm2, dan dapat melepaskan 3 kali lipat energi inherennya dalam sekejap; 3) Efisiensi pengisian dan pengosongan daya yang tinggi.

Baterai natrium sulfur juga memiliki kekurangan. Suhu kerjanya adalah 300-350 ℃, sehingga baterai perlu dipanaskan dan dijaga tetap hangat selama pengoperasian. Namun, masalah ini dapat diatasi secara efektif dengan menggunakan teknologi isolasi termal vakum berkinerja tinggi.

6. Baterai karbon timbal
Baterai timbal karbon merupakan jenis baterai timbal asam kapasitif, yang merupakan teknologi yang dikembangkan dari baterai timbal asam tradisional. Baterai ini dapat meningkatkan masa pakai baterai timbal asam secara signifikan dengan menambahkan karbon aktif ke kutub negatif baterai.

Baterai timbal karbon merupakan jenis baterai super baru, yang menggabungkan baterai timbal asam dan kapasitor super: baterai ini tidak hanya memanfaatkan keunggulan pengisian daya berkapasitas besar secara instan dari kapasitor super, tetapi juga memanfaatkan keunggulan energi spesifik baterai timbal asam, dan memiliki kinerja pengisian dan pengosongan daya yang sangat baik - baterai ini dapat terisi penuh dalam waktu 90 menit (jika baterai timbal asam diisi dan dikosongkan dayanya dengan cara ini, masa pakainya kurang dari 30 kali). Selain itu, karena penambahan karbon (grafena), fenomena sulfasi elektroda negatif dapat dicegah, yang meningkatkan faktor kegagalan baterai di masa lalu dan memperpanjang masa pakai baterai.

Baterai karbon timbal merupakan campuran dari superkapasitor asimetris dan baterai asam timbal dalam bentuk koneksi paralel internal. Sebagai jenis baterai super baru, baterai karbon timbal merupakan kombinasi dari teknologi baterai asam timbal dan superkapasitor. Ini adalah baterai penyimpanan energi fungsi ganda dengan karakteristik kapasitif dan karakteristik baterai. Oleh karena itu, baterai ini tidak hanya memberikan keuntungan penuh dari pengisian daya instan kapasitor super dengan kapasitas besar, tetapi juga memberikan keuntungan penuh dari keuntungan energi baterai asam timbal, yang dapat terisi penuh dalam satu jam. Baterai ini memiliki kinerja pengisian dan pengosongan yang baik. Karena penggunaan teknologi karbon timbal, kinerja baterai karbon timbal jauh lebih unggul daripada baterai asam timbal tradisional, yang dapat digunakan dalam kendaraan energi baru, seperti kendaraan listrik hibrida, sepeda listrik, dan bidang lainnya; Baterai ini juga dapat digunakan dalam bidang penyimpanan energi baru, seperti pembangkitan tenaga angin dan penyimpanan energi.