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

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

1. Baterai asam timbal
Baterai asam timbal termasuk koloid dan cair (disebut baterai asam timbal 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 ketika suhu di bawah 15 ° C, dan kinerja insulasi termalnya sangat baik.

Baterai asam timbal koloid merupakan penyempurnaan dari baterai asam timbal 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 asam timbal 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 pelarian termal pada baterai umum;Korosi pelat elektroda lemah karena konsentrasi elektrolit yang rendah;Konsentrasinya seragam dan tidak ada stratifikasi elektrolit.

Baterai timbal-asam biasa adalah sejenis baterai yang elektrodanya sebagian besar terbuat dari timbal dan oksidanya, dan elektrolitnya adalah larutan asam sulfat.Dalam keadaan pelepasan 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 dibuang hingga 1.5V dan diisi hingga 2.4V;Dalam penerapannya, enam baterai timbal-asam sel tunggal sering digunakan secara seri untuk membentuk baterai timbal-asam nominal 12V, serta 24V, 36V, 48V, dll.

Keunggulannya terutama 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 sejenis baterai dengan logam litium atau paduan litium sebagai bahan katoda dan larutan elektrolit tidak berair.Ini dibagi menjadi dua kategori: baterai logam lithium dan baterai lithium ion.

Baterai logam litium umumnya menggunakan mangan dioksida sebagai bahan katoda, logam litium atau logam paduannya sebagai bahan katoda, dan menggunakan larutan elektrolit non-air.Baterai litium ion umumnya menggunakan oksida logam paduan litium sebagai bahan katoda, grafit sebagai bahan katoda, dan elektrolit non-air.Baterai litium ion tidak mengandung litium logam dan dapat diisi ulang.Baterai litium yang kami gunakan dalam penyimpanan energi adalah baterai litium ion, 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, dan tingkat pelepasan mandiri yang rendah.Keselamatan dan kehidupan dapat ditingkatkan dengan menggunakan sirkuit proteksi dan pemerataan.Oleh karena itu, dengan mempertimbangkan kelebihan dan kekurangan berbagai baterai, baterai lithium telah menjadi pilihan pertama untuk pembangkit listrik penyimpan energi karena rantai industrinya yang relatif matang, keamanan, keandalan, dan ramah lingkungan.

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

Litium besi fosfat
Baterai litium besi fosfat mengacu pada baterai litium ion yang menggunakan litium besi fosfat sebagai bahan katoda.Bahan katoda baterai lithium ion terutama mencakup lithium cobalate, lithium manganate, lithium nickel oxide, bahan terner, lithium iron phosphate, dll. Lithium cobalate adalah bahan katoda yang digunakan oleh sebagian besar baterai lithium ion.

Lithium iron phosphate sebagai bahan baterai lithium power baru muncul dalam beberapa tahun terakhir.Pada tahun 2005 baterai lithium besi fosfat berkapasitas besar dikembangkan di Tiongkok.Kinerja keselamatan dan masa pakainya tidak dapat dibandingkan dengan material lainnya.Siklus hidup pengisian dan pengosongan 1C mencapai 2000 kali.Tegangan overcharge dari satu baterai adalah 30V, yang tidak akan terbakar dan tusukan tidak akan meledak.Baterai litium ion berkapasitas besar yang terbuat dari bahan katoda litium besi fosfat lebih mudah digunakan secara seri untuk memenuhi kebutuhan seringnya pengisian dan pengosongan kendaraan listrik.

Litium besi fosfat tidak beracun, bebas polusi, aman, bahan baku bersumber luas, murah, umur panjang dan keunggulan lainnya.Ini adalah bahan katoda yang ideal untuk baterai lithium ion generasi baru.Baterai litium besi fosfat juga memiliki kekurangan.Misalnya, kepadatan tamping bahan katoda litium besi fosfat kecil, dan volume baterai litium besi fosfat dengan kapasitas yang sama lebih besar dibandingkan baterai litium ion seperti litium kobalat, sehingga tidak memiliki keunggulan pada baterai mikro.

Karena karakteristik yang melekat pada litium besi fosfat, kinerja suhu rendahnya lebih rendah dibandingkan bahan katoda lain seperti litium manganat.Secara umum, untuk satu sel (perhatikan bahwa ini adalah sel tunggal, bukan satu paket baterai), kinerja paket baterai pada suhu rendah yang diukur 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 litium polimer terner mengacu pada baterai litium yang bahan katodanya adalah bahan katoda terner litium nikel kobalt manganat (Li (NiCoMn) O2).Bahan katoda komposit terner terbuat dari garam nikel, garam kobalt dan garam mangan sebagai bahan bakunya.Proporsi nikel, kobalt, dan mangan dalam baterai litium polimer terner dapat disesuaikan dengan kebutuhan sebenarnya.Baterai dengan bahan ternary sebagai katoda memiliki keamanan yang tinggi dibandingkan dengan baterai lithium cobalt, namun voltasenya terlalu rendah.

Keuntungan utamanya adalah: kinerja siklus yang baik;Kerugiannya adalah penggunaannya terbatas.Namun akibat pengetatan kebijakan dalam negeri mengenai baterai lithium ternary, perkembangan baterai lithium ternary cenderung melambat.

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

3. Baterai NiMH
Baterai NiMH merupakan jenis baterai dengan performa yang baik.Zat aktif positif baterai nikel hidrogen adalah Ni (OH) 2 (disebut elektroda NiO), zat aktif negatif adalah logam hidrida, disebut juga 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 ciri-ciri sebagai berikut: (1) Tegangan baterai 1,2~1,3 V, 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) Resistensi pengisian dan pengosongan yang kuat dan dapat disegel;(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.Ia memiliki perlindungan kelebihan muatan dan kelebihan muatan yang baik, dapat menahan tingkat pelepasan muatan yang tinggi dan tidak memiliki formasi dendrit.Ia memiliki properti spesifik yang bagus.Kapasitas massa spesifiknya adalah 60A · h/kg, yaitu 5 kali lipat dari baterai nikel kadmium.(2) Siklus hidup yang panjang, hingga ribuan kali.(3) Tersegel sepenuhnya, lebih sedikit perawatan.(4) Kinerja suhu rendah sangat baik, dan kapasitas tidak berubah secara signifikan pada -10 ℃.

Keuntungan utama baterai NiMH adalah: kepadatan energi tinggi, kecepatan pengisian dan pengosongan cepat, ringan, masa pakai lama, tidak ada pencemaran lingkungan;Kerugiannya adalah sedikit efek memori, lebih banyak masalah manajemen, dan mudahnya melelehkan pemisah baterai tunggal.

4. Sel aliran
Baterai aliran cair adalah jenis baterai baru.Baterai aliran cair adalah baterai berkinerja tinggi yang menggunakan elektrolit positif dan negatif untuk memisahkan dan bersirkulasi secara terpisah.Ia memiliki karakteristik kapasitas tinggi, bidang aplikasi luas (lingkungan) dan siklus hidup yang panjang.Ini adalah produk energi baru saat ini.

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

Baterai aliran vanadium adalah jenis baru peralatan penyimpanan daya dan penyimpanan energi.Ini tidak hanya dapat digunakan sebagai perangkat penyimpanan energi pendukung untuk proses pembangkitan tenaga surya dan angin, namun juga dapat digunakan untuk pencukuran puncak jaringan listrik guna meningkatkan stabilitas jaringan listrik dan menjamin keamanan jaringan listrik.Keuntungan utamanya adalah: tata letak yang fleksibel, siklus hidup yang panjang, waktu respons yang cepat, dan tidak ada emisi berbahaya;Kerugiannya adalah kepadatan energinya 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 belerang cair dan natrium polisulfida cair.Baterai sekunder dengan logam natrium sebagai elektroda negatif, belerang sebagai elektroda positif, dan tabung keramik sebagai pemisah elektrolit.Pada tingkat kerja tertentu, ion natrium dapat bereaksi secara reversibel dengan belerang melalui membran elektrolit untuk membentuk pelepasan dan penyimpanan energi.

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

Keuntungan 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 760Wh/Kg, yang sebenarnya telah melampaui 150Wh/Kg, 3-4 kali lipat dari baterai timbal-asam.2) Pada saat yang sama, dapat mengeluarkan arus besar dan daya tinggi.Kepadatan arus pelepasannya umumnya dapat mencapai 200-300mA/cm2, dan dapat melepaskan 3 kali energi bawaannya dalam sekejap;3) Efisiensi pengisian dan pemakaian yang tinggi.

Baterai natrium sulfur juga memiliki kekurangan.Suhu kerjanya 300-350 ℃, sehingga baterai perlu dipanaskan dan 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 adalah sejenis baterai asam timbal kapasitif, yang merupakan teknologi yang berevolusi dari baterai asam timbal tradisional.Hal ini dapat secara signifikan meningkatkan masa pakai baterai asam timbal dengan menambahkan karbon aktif ke kutub negatif baterai.

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

Baterai karbon timbal merupakan campuran superkapasitor asimetris dan baterai asam timbal dalam bentuk sambungan paralel internal.Sebagai baterai super jenis baru, baterai karbon timbal merupakan kombinasi teknologi baterai asam timbal dan superkapasitor.Ini adalah baterai penyimpan energi fungsi ganda dengan karakteristik kapasitif dan karakteristik baterai.Oleh karena itu, hal ini tidak hanya memanfaatkan sepenuhnya keunggulan pengisian daya instan kapasitor super berkapasitas besar, tetapi juga memanfaatkan sepenuhnya keunggulan energi baterai timbal-asam, yang dapat terisi penuh dalam satu jam.Ini memiliki kinerja pengisian dan pengosongan yang baik.Karena penggunaan teknologi karbon timbal, kinerja baterai karbon timbal jauh lebih unggul dibandingkan baterai asam timbal tradisional, yang dapat digunakan pada kendaraan energi baru, seperti kendaraan listrik hibrida, sepeda listrik, dan bidang lainnya;Ini juga dapat digunakan di bidang penyimpanan energi baru, seperti pembangkit listrik tenaga angin dan penyimpanan energi.