1 Arbeidsprinsippet for energilagringsbatterier
Arbeidsprinsippet for energilagringsbatterier er basert på elektrokjemiske reaksjoner. Ta litium-ion-batterier som et eksempel, under lading frigjøres litiumioner fra den positive elektroden, innebygd i den negative elektroden gjennom elektrolytten, og den negative elektroden er i en litiumrik tilstand; Ved utladning er det motsatt. Denne reversible elektrokjemiske reaksjonsprosessen muliggjør lagring og frigjøring av elektrisk energi.
2 Klassifisering av energilagringsbatterier
Energilagringsbatterier kan klassifiseres i ulike typer basert på deres energilagringsprinsipper og tekniske egenskaper, hovedsakelig inkludert:
Blybatteri:
Funksjoner:Elektroden er laget av bly og dets oksider, og elektrolytten er svovelsyreløsning. Den har fordelene med sikker forsegling, gassfrigjøringssystem, enkelt vedlikehold, lang levetid, stabil kvalitet og høy pålitelighet. Men ulempen er at blyforurensning er betydelig og energitettheten er lav.
Søknad:Mye brukt i UPS-strømforsyning, solcellegatelys, sikkerhetssystemer og andre felt.
Nikkelbaserte batterier:
Kjennetegn:Representert av nikkelhydrogenbatterier, er det positive elektrodeaktive materialet Ni (OH) 2, det negative elektrodeaktive materialet er metallhydrid, og elektrolytten er kaliumhydroksidløsning. Den har fordelene med høy energitetthet, rask lading og utlading, lav vekt, lang levetid og ingen miljøforurensning. Imidlertid er det ulemper som små minneeffekter, flere administrasjonsproblemer og tendensen til å forårsake smelting av encellede batteriseparatorer.
Søknad:Egnet for felt som hybridbiler og elektrisk verktøy.
Litiumbaserte batterier:
Funksjoner:Litiumionbatterier bruker litiummetall eller litiumlegering som negativt elektrodemateriale og bruker ikke-vandige elektrolyttløsninger. Den har fordelene med høy energitetthet, lang levetid, lav vekt og sterk tilpasningsevne. Men sikkerheten er dårlig, utsatt for eksplosjon, og kostnadene er høye.
Søknad:Mye brukt i felt som elektriske kjøretøy, bærbare elektroniske enheter, energilagringskraftverk, etc.
Strømningsbatteri:
Funksjoner:Egnet for fast energilagring i stor skala, med fordeler som uavhengig utforming av kraft og energilagringskapasitet, høy effektivitet, lang levetid, dyputladningsevne og miljøvennlighet. Men energitettheten er relativt lav.
Søknad:Hovedsakelig brukt i storskala energilagring kraftstasjoner, kraftnett peak barbering og andre felt.
Natrium svovel batteri:
Funksjoner:Ved å bruke natriummetall som negativ elektrode og svovel som positiv elektrode, har den fordelene med høy spesifikk energi, ingen selvutladningsfenomen, høy utladningseffektivitet og lang levetid. Men det må fungere ved høye temperaturer og kostnadene er relativt høye.
Søknad:Egnet for spesifikke energilagringsscenarier ved høy temperatur.
3 Bruksscenarier for energilagringsbatterier
Bruksscenarioene for energilagringsbatterier er brede og mangfoldige, hovedsakelig inkludert følgende aspekter:
1. Fornybar energinetttilknytning
Energilagringsbatterier spiller en avgjørende rolle i integreringen av fornybare energikilder som sol- og vindkraft i nettet. Disse energikildene har intermittens og volatilitet, og energilagringsbatterier kan jevne ut svingningene i kraftutgangen, redusere påvirkningen på kraftsystemet og forbedre kraftstasjonenes evne til å spore planlagt produksjon. For eksempel, i vind- og fotovoltaiske kraftproduksjonssystemer, kan energilagringsbatterier absorbere overflødig elektrisitet og frigjøre det ved behov, noe som sikrer stabil drift av strømnettet.
2. Netthjelpetjenester
Energilagringsbatterier spiller en viktig rolle i hjelpenetttjenester, inkludert kapasitetsbaserte og kraftbaserte tjenester. Kapasitetsbaserte tjenester som grid peak shaving, belastningsfølging og svart start kan takle endringer i nettbelastning og uventede situasjoner. Når det gjelder toppbarbering i strømnettet, kan energilagringsbatterier svare på utsendelsesinstruksjoner på en rettidig og pålitelig måte basert på endringer i strømkilder og belastninger, og justere utgangsnivåene i henhold til instruksjonene. I tillegg kan energilagringsbatterier forbedre frekvensreguleringsevnen til strømnettet og redusere tapene forårsaket av hyppig bytting av tradisjonelle frekvensreguleringsstrømkilder.
3. Kraftnettoverføring og distribusjon
Når det gjelder overføring og distribusjon av kraftnett, kan energilagringsbatterier forbedre kvaliteten og påliteligheten til kraftdistribusjonen. Når det er en feil i distribusjonsnettet, kan energilagringsbatterier tjene som en reservestrømkilde for kontinuerlig å levere strøm til brukerne, og sikre kontinuiteten i strømforsyningen. Samtidig kan energilagringsbatterier også brukes som kontrollerbare strømkilder for å kontrollere strømkvaliteten til distribusjonsnettverket, eliminere spenningsfall, harmoniske og andre problemer og forbedre strømkvaliteten.
4. Distribuert og mikronett
I distribuerte og mikronettsystemer er energilagringsbatterier en uunnværlig komponent. Microgrid-systemet krever energilagringsenheter for å gi kortsiktig uavbrutt strømforsyning i tilfelle off grid og distribuerte strømkilder ikke er i stand til å levere strøm, oppfylle mikrogrid toppbarberingskrav, forbedre mikrogrid-strømkvaliteten, komplett mikrogrid-system svart start og balanse utgangen fra intermitterende og fluktuerende strømkilder. Energilagringsbatterisystemer har egenskapene til å dynamisk absorbere energi og frigjøre den i tide, noe som kan forbedre strømkvaliteten, stabilisere nettverksdriften, optimalisere systemkonfigurasjonen og sikre sikker og stabil drift av mikronett.
5. Energilagring på brukersiden
Energilagring på brukersiden inkluderer hovedsakelig toppbarbering og dalfylling i industri og handel, samt respons på etterspørselssiden. Kombinasjonen av energilagringsbatterier og kraftelektronikkteknologi kan gi brukerne pålitelige strømkilder, forbedre strømkvaliteten og spare kostnader for brukerne ved å utnytte prisforskjellen mellom topp- og dalstrømpriser. For eksempel, i industriell og kommersiell sektor, kan energilagringsbatterier lades under lave strømpriser og utlades under høye strømpriser, noe som reduserer strømkostnadene til bedrifter.
6. Elektrisk kjøretøy felt
Med den raske utviklingen av den nye energibilindustrien, blir bruken av energilagringsbatterier innen elektriske kjøretøy stadig mer utbredt. Strømbatteriet er kjernekomponenten i elektriske kjøretøy, som direkte påvirker kjøretøyets rekkevidde og ytelse. Utviklingen av energilagringsbatteriteknologi har økt rekkevidden til elektriske kjøretøy betydelig, samtidig som energiforbruket og ladetiden reduseres.
7. Hjem energilagring
Energilagring i hjemmet er et annet viktig bruksområde for energilagringsbatterier. Effektive og praktiske energilagringsløsninger som veggmonterte litiumbatterier kan effektivt lagre og administrere husholdningselektrisitetsressurser, forbedre energiutnyttelseseffektiviteten og redusere strømkostnadene. I kombinasjonen av utstyr for fornybar energi som solcelleanlegg og vindkraftproduksjonssystemer, kan husholdningsenergilagringsbatterier gi brukerne stabil og pålitelig strømforsyning, og gi nødstrømgaranti i tilfelle strømbrudd eller strømbrudd i nettet.
4 Energilagringsbatterier har flere spesifikke roller i distribuert energi
1. Volatiliteten til jevn distribuert kraftproduksjon
Stabil utgang:Distribuerte energikilder som fornybare energikilder som sol og vind har periodisk og varierende kraftproduksjon. Energilagringsbatterier kan lagre den periodisk genererte elektriske energien og frigjøre den ved behov, og dermed jevne ut svingningene i distribuert kraftproduksjon og opprettholde stabil effekt fra kraftsystemet.
Reduser nettpåvirkning:Ved å regulere energilagringsbatterier kan påvirkningen av distribuerte energisystemer på nettet reduseres, og unngå at nettet blir påvirket av plutselige økninger i belastning eller reduksjon i kraftproduksjon.
2. Forbedre energiutnyttelseseffektiviteten
Samsvar mellom tilbud og etterspørsel:Energilagringsbatterier kan lagre elektrisitet i perioder med lav belastning og frigjøre elektrisitet i topplastperioder basert på den faktiske etterspørselen til kraftsystemet, og dermed oppnå dynamisk matching mellom tilbud og etterspørsel og forbedre energiutnyttelseseffektiviteten.
Multienergiallokering:I distribuerte energisystemer kan energilagringsbatterier kombineres og allokeres med flere energikilder for å danne komplekse systemer som mikronett, ytterligere optimalisere energiutnyttelsesstrukturer og forbedre den generelle energieffektiviteten.
3. Forbedre stabiliteten og påliteligheten til strømnettet
Reservestrømforsyning:I tilfelle strømbrudd eller strømbrudd, kan energilagringsbatterier tjene som en reservestrømkilde for å gi kontinuerlig og stabil strømforsyning for kritiske belastninger, og sikre stabiliteten og påliteligheten til strømnettet.
Forbedring av motstandskraft:Energilagringsbatterier kan tjene som en roterende sikkerhetskopi for strømnettet, redusere svingninger forårsaket av peak og off peak elektrisitetsforbruk, redusere trykket ved regulering og planlegging av strømnettet, og forbedre kraftutnyttelseseffektiviteten.
4. Fremme forbruket av fornybar energi
Regulering av energilagring:Energilagringsbatterier kan lagre overflødig elektrisitet generert av fornybar energiproduksjon og frigjøre den ved behov, og dermed øke forbruket av fornybar energi og redusere vind- og solkraftbegrensningsratene.
Balanse mellom tilbud og etterspørsel:Ved å regulere energilagringsbatterier kan tilbuds- og etterspørselsforholdet mellom distribuerte energisystemer og strømnettet balanseres, noe som forbedrer nettforbindelsesevnen og utnyttelseseffektiviteten til fornybar energi.
5. Økonomiske og miljømessige fordeler
Reduser strømkostnadene:Energilagringsbatterier kan lades ved lave strømpriser og utlades ved høye strømpriser, og dermed redusere brukernes strømutgifter.
Redusere karbonutslipp:Ved å fremme forbruket av fornybar energi og redusere bruken av fossilt brensel, kan energilagringsbatterier bidra til å redusere karbonutslipp og forbedre miljøkvaliteten.
