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一种更加有效的锂离子电池储能方式:磷酸盐系锂离子电池

发布时间:2022-06-01 12:24:48来源:

导读 大家好,小科来为大家解答以上问题。一种更加有效的锂离子电池储能方式:磷酸盐系锂离子电池这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

大家好,小科来为大家解答以上问题。一种更加有效的锂离子电池储能方式:磷酸盐系锂离子电池这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

解答:

1、 为了提供稳定的电力,太阳能发电和风力发电都要求天气晴朗或有风。

2、 因此,当没有阳光或风时,稳定的能量流就会中断。

3、 另一方面,在阳光明媚和多风的天气,太阳能电场和风力发电场可能会产生比需要更多的电力。

4、 储能系统可以吸收风能和太阳能产生的多余能量并储存起来,以备发电量较低时使用。

5、 与风能、太阳能等可再生能源相比,化石燃料有一个巨大的优势:不受天气条件限制。

6、 但由于储能技术的进步,这种优势正在减弱。

7、 储能系统可以吸收风能和太阳能产生的多余能量并储存起来,以备发电量较低时使用。

8、 在向风能和太阳能等可再生和可变能源过渡的过程中,工程师们长期以来一直在研究储能技术。

9、 几十年来,水电站一直是世界上主要的储能方式。

10、 在美国,水电站承担了大型地面电站95%的电能储存能力。

11、 但是水电站设施要经过漫长的审批过程,然后需要几年的时间来建设,而且有具体的选址要求。

12、 锂离子电池是另一种主要的储能解决方案。

13、 它们可以用于水电站等电网,也可以用于满足公司、家庭和电动汽车等较小的能源需求。

14、 要将电网改造成100%的可再生能源,仅仅依靠锂离子电池和水电站是不够的。

15、 能量也可以通过其他方式储存,比如在环保电池中,作为飞轮的动能,或者作为熔盐中的热能。

16、 电源韧性

17、 EVLOEnergyStorageInc正在魁北克北部的因纽特社区Quaqtaq测试其储能系统,以确定它是否可以向电网提供可再生能源,并为远郊服务。

18、 在过去的三年里,EVLO储能系统已经帮助Quaqtaq社区整合了太阳能。

19、 “当配电网遇到计划内或计划外的事件时,我们这里的微电网会自行运行,从而提供电力连续性。

20、 "

21、 ——AdileAjaja,EVLO软件团队负责人

22、 魁北克水电公司的子公司EVLO致力于可再生能源和电力,现在已经开发了一种更加有效的锂离子电池储能方式:磷酸盐系锂离子电池

23、 与传统锂离子电池不同,磷酸盐锂离子电池采用无毒材料制成。

24、 与传统的锂离子电池相比,这种电池的组成更安全、更稳定。

25、 由于电池采用无毒材料,也直接避免了废弃物处理带来的环境威胁。

26、 这些材料还可以重复使用和回收,促进了锂离子电池回收生态的发展。

27、 在过去的40年里,魁北克水电公司一直在开发EVLO系统背后的技术。

28、 较小的系统可以为商业建筑供电,而更大、更稳定的系统可以为电网和工业区供电。

29、 磷酸盐锂离子电池是当今市场上最高效的电池之一。

30、 与其他类型的电池不同,磷酸盐锂离子电池的放电深度可以达到100%,这意味着用户可以使用电池中储存的所有能量。

31、 EVLO软件团队的负责人AdileAjaja和他的团队使用MATLAB和Simulink开发和建模EVLO系统。

32、 之后,他们在硬件上使用Simulink模型生成的代码来实现系统控制。

33、 从第一个项目开始,EVLO就将其解决方案带到了其他社区。

34、 最近,该公司在Lac-Mgantic镇安装了一个储能系统,为该地区的微电网提供服务。

35、 魁北克的第一个微电网是灾后恢复工作的一部分。几年前,一列出轨的火车给这个地区造成了大面积的破坏。

36、这些系统可以储存来自1,700个太阳能板的能量,并用于服务市中心的40幢大楼、电动汽车充电站和自动化控制系统,从而实现更加高效的能量管理。

37、当主电网停电时,微电网和储能系统还可以作为电力来源。

38、“当配电网遇到计划内或者计划外的事件时,我们这里的微电网将独立维持运行,从而提供持续电力,”Ajaja说。

消除摩擦

芬兰初创公司Teraloop在一项传统储能技术之上另辟蹊径。

41、该技术是一个飞轮,可以将能量储存在一个快速旋转的转子里。

42、但是与大部分飞轮不同的是,Teraloop的办法是将中心留空。

“想象一下没有轮辋的轮胎”,Teraloop首席技术顾问JamesHagerman说,“大部分飞轮是实心的,有一个轮毂。

44、”通过对传统飞轮做进一步的改进,Teraloop增强了磁力使得飞轮转子悬浮,实现了几乎无摩擦的旋转。

“如果您需要在短时内获得大功率,比如地铁加速......飞轮可以完胜电池。

46、”

——JamesHagerman,Teraloop首席技术系统顾问

Teraloop通过去掉轮毂并采用磁悬浮,消除了限制标准飞轮的大部分应力。

49、他们的产品转动速度比标准飞轮快,可以储存更多能量。

该公司计划将其飞轮与电池储能配合使用在电动汽车(EV)充电站,用于地铁和有轨电车系统的再生制动以及稳定微电网电压波动。

在电动汽车充电站,飞轮可以加快充电速度并延长电池寿命。

52、电池可以储存来自电网的能量,用来给电动汽车充电,但是他们不是最理想的解决方案。

“目前的电池都是锂离子电池,其设计初衷不是完成每天的大量充电循环。

54、它们的寿命会显著减少,”Hagerman表示。

55、“因此,您可以采用所谓的混合储能,也就是飞轮加电池。

56、”

混合储能模式对于电池也有好处。

58、他说,“它可以保护电池,并且可以使充电站尽可能少地连接电网,”这意味着这种混合模式充电站不需要进行电网升级,至少目前不需要,因为现在路面行驶的汽车中,电动汽车只占少数。

飞轮也可以作为独立的系统,为公共交通系统提供电力。

60、再生制动技术会在制动时使电机反转,从而为电动汽车充电,现在已用于地铁和有轨电车,但是储存容量有限。

61、“如果您需要在短时内获得大功率,比如地铁加速......飞轮可以完胜电池,”Hagerman说到。

不在路上时,飞轮可以稳定由间歇性可再生资源供电的微电网。

63、“电压会波动,频率会波动,因此都需要让电网来支持,”Hagerman表示。

64、“此时电力供应商会将电池作为长期的解决方案,”他说,但是飞轮可以作为电池的补充,在短时内快速提供爆发的能量。

Hagerman使用MATLAB和Simulink对飞轮与现有电网系统的集成进行建模。

66、他借助Simulink向潜在客户展示飞轮如何运作以及它如何与电池和电网系统配合使用。

“我们不是与电池竞争,只是有时候单独飞轮就是一个更好的选项,特别是空间有限时,”Hagerman说。

68、但他同时也介绍了飞轮可以如何改进电池驱动的系统。

69、“它们互为补充。

70、”

热与冷

AlphabetInc.子公司X给自己的定位是一群发明家和企业家,他们研发出的技术解决了世界上最棘手的一些难题。

73、秉持着这种精神,他们扶持了一个名为Malta的初创储能项目,该项目的目标是将能量储存在盐和冷液中。

74、Malta项目团队设计了热泵储能系统,打算最终将其连接到电网,从而稳定电力供应。

“我们不希望这一(储能)系统只用在美国或其他发达国家。

76、我们希望能够将它建在世界任何地方。

77、”

——PravallikaVinnakota,Malta建模与仿真主工程师

MaltaInc位于马萨诸塞州剑桥市,2018成为独立公司,并为一家电厂改进其设计。

80、“这将提高电网可靠性和灵活性,”MaltaInc.建模与仿真主工程师PravallikaVinnakota表示。

连接到某个电力来源(电网、风能、太阳能或化石燃料)后,系统的热泵将电能转化成热能,形成温差。

82、“它将电能作为热能储存在高温熔盐中,作为冷能储存在低温冷却液中,”Vinnakota说。

83、热的盐和冷的冷却液分别储存在单独的罐体中,储存10小时可以提供相当于几天的能量使用量。

然后,当需要用电时,热引擎会将热能转化回电能供配送。

85、根据用电需求,会通过算法来管理何时系统从电网收集能量以及何时配送该能量。

86、这一循环可以自行重复成千上万次:Malta预计该系统可以使用超过25年,并且不会出现重大性能衰退。

该系统仍处在工程设计中,处于设计阶段。

88、目前,Malta团队在仿真环境下工作。

89、Malta团队将其系统模型导入Simulink,设计系统控制算法并确定该系统如何运行。

“我们的目标是在未来几年内建设一家电厂。

91、由于目前我们没有电厂,我们最大程度能做到的就是搭建仿真模型,并在其上运行一系列测试,”Vinnakota说。

92、“我们也在使用基于模型的设计,根据从仿真中收集的信息来确定电厂设计规范。

93、”

一旦Malta准备好建立一个实际的电厂,他们不会局限于地理位置。

95、Vinnakota说:“它不必靠近山峰一类的储存势能的能量系统,”例如抽水蓄能水电站。

96、该系统还会使用现成的材料,比如盐和钢。

97、“我们不希望该系统只用在美国或其他发达国家。

98、我们希望能够将它建在世界任何地方。

99、”

通向可再生电网的桥梁随着可再生能源成本的下降和取代化石燃料的需求变得日益迫切,储能将成为一种重要的手段。

101、不过,不同的存储需求适用的储能手段也不尽相同,可能是电池,是飞轮,或者是熔盐储罐。

102、许多公司都在探索上述每种技术,以加强电网韧性并推动向清洁能源的平稳过渡。

审核编辑:李倩

本文到此结束,希望对大家有所帮助。

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