Ванадий Redox урсгалын батерей (VFBs)нь эрчим хүч хуримтлуулах технологи, ялангуяа том хэмжээний, урт хугацааны хадгалалтын хэрэглээнд ихээхэн ач холбогдолтой. Уламжлалтаас ялгаатайцэнэглэдэг зай хадгалах, VFB нь эерэг ба сөрөг электродын аль алинд нь ванадийн электролитийн уусмалыг ашигладаг бөгөөд тэдгээрийг дизайн, үйл ажиллагааны хувьд өвөрмөц болгодог.
Ванадий Redox урсгалын батерей гэж юу вэ?
Theванадийн исэлдэлтийн зай (VRB), мөн ванадийн урсгалын зай (VFB) эсвэл ванадийн редокс урсгалын зай (VRFB) гэж нэрлэдэг, цэнэглэдэг урсгалын батерейны нэг төрөл юм.
Энэ нь цахилгаан энергийг хадгалах, ялгаруулахын тулд янз бүрийн исэлдэлтийн төлөвт ванадийн ионуудыг ашигладаг. Энгийн батерейгаас ялгаатай нь VRFB нь хатуу электрод биш харин системээр эргэлддэг шингэн электролитэд эрчим хүчийг хадгалдаг. Энэхүү загвар нь өргөтгөх боломжтой, уян хатан байх боломжийг олгодогэрчим хүч хадгалах шийдлүүд.
Ванадий Redox урсгалын батерейны гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд
| Гол бүрэлдэхүүн хэсэг | Тодорхойлолт |
| Электролит | - VRFB нь ихэвчлэн янз бүрийн исэлдэлтийн төлөвт (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺, V⁵⁺) ванади агуулсан хоёр шингэн электролит ашигладаг. |
| Электродууд | - Хоёр электрод (ихэвчлэн нүүрстөрөгч эсвэл ижил төстэй материал) нь энергийг ялгаруулах эсвэл хадгалахын тулд исэлдэлтийн урвалыг (багасгах ба исэлдүүлэх) хөнгөвчилдөг. |
| Мембран | - Протон дамжуулагч мембран (ихэвчлэн Нафионоор хийсэн) нь хоёр электролитийн уусмалыг ялгаж, цэнэглэх/цэнэглэх мөчлөгийн үед хоёр талын хооронд ионы урсгалыг зөвшөөрдөг. |
| Насос ба урсгалын систем | - Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь электролитийг цахилгаан химийн элементээр дамжуулж, энерги хувиргах процесст ванадийн ионуудын тасралтгүй урсгалыг хангадаг. |
Ванадий Redox Flow батерей хэрхэн ажилладаг вэ?
- 1. Цутгах цикл
- Цэнэглэх явцад эерэг ба сөрөг электролитийн уусмал дахь ванадийн ионууд электродууд дээр исэлдэх, багасгах урвалд орж, цахилгаан энерги ялгаруулдаг.
- 2. Цэнэглэх мөчлөг
- Цэнэглэх явцад исэлдүүлэх, багасгах урвалыг эргүүлж, ванадийн ионуудыг анхны исэлдэлтийн төлөв рүү шилжүүлснээр энерги хуримтлагддаг. Энэ үйл явц нь системд гадны гүйдлийг ашиглах явдал юм.
- 3. Урсдаг электролитууд
- Урсгал батерейны гол шинж чанар нь системээр шахдаг шингэн электролитийг ашиглах явдал бөгөөд энэ нь электролит хадгалах савны хэмжээг зүгээр л томруулах замаар зайны хүчин чадлыг хялбархан нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.
Ванадий Redox урсгалын батерейны давуу тал
- √ Өргөтгөх чадвар
VRFB-уудыг электролитийн савны хэмжээг нэмэгдүүлэх замаар хялбархан томруулж болох бөгөөд энэ нь сүлжээг тэнцвэржүүлэх, сэргээгдэх эрчим хүч хадгалах зэрэг томоохон хэмжээний эрчим хүч хадгалах хэрэглээнд тохиромжтой. - √ Урт мөчлөгийн амьдрал
Ванади нь дугуй унах үед мууддаггүй (учир нь энэ нь эерэг ба сөрөг электролитийн аль алинд нь ижил материал ашигладаг) бөгөөд энэ нь бусад зайны химийн бодисуудтай харьцуулахад VRFB-ийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг.
Naturgy энэхүү ванадийн урсгалын батерейг Испанийн Замора хотод байрлуулжээ.
- √Аюулгүй байдал
VRFB нь харьцангуй аюулгүй байдаг, учир нь электролит нь шатамхай биш, хоргүй байдаг. Шингэн хэлбэр нь бусад төрлийн батерейнд санаа зовдог дулааны гүйлтийн эрсдлийг бууруулдаг. - √ Үр ашиг
VRFB нь дизайн, ашиглалтын нөхцлөөс хамааран 65% -аас 85% хооронд хэлбэлздэг (цэнэглэх явцад олж авсан энергийн хувь) хоёр талын үр ашигтай байж болно. -
√ Эрчим хүч ба хүчийг салгах
VRFB нь эрчим хүч (электролитийн савны хэмжээ) болон хүч (цахилгаан химийн эсийн хэмжээ) бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бие даан хэмжих боломжтой бөгөөд энэ нь янз бүрийн хэрэглээнд уян хатан байдлыг өгдөг.
Ванадий Redox урсгалын батерейны хэрэглээ
эзэмшдэг 1 МВт 4 МВт багтаамжтай савласан ванадийн урсгалын зайAvista Utilities ба UniEnergy Technologies компани үйлдвэрлэдэг.
- ⭐Сүлжээ хадгалах:VRFB нь салхи, нар гэх мэт сэргээгдэх эх үүсвэрээс илүүдэл эрчим хүчийг хадгалахад тустай бөгөөд эдгээр эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийн тасалдлыг зөөлрүүлэх буферээр хангадаг.
- ⭐Сэргээгдэх эрчим хүчний интеграци:Тэд эрэлт багатай үед эрчим хүчийг хуримтлуулж, эрэлт ихтэй үед гаргаж чаддаг.
- ⭐Нөөц эрчим хүч:VRFB-ийг чухал дэд бүтцийн нөөц эрчим хүчний системд мөн ашиглаж болно.
Ванадий Redox Flow Battery VS Lithium Ion Battery
| Онцлог | Ванадий Redox урсгалын батерей (VFB) | |
| Аюулгүй байдал | Усан электролитийн уусмал, дулааны алдагдал, гал түймэр, дэлбэрэлт байхгүй тул илүү аюулгүй. | Гэмтсэн эсвэл хэт халсан тохиолдолд дулааны алдагдал, гал түймэр, дэлбэрэлт зэрэг аюулгүй байдлын эрсдэлийг үүсгэж болно. |
| Өргөтгөх чадвар | Томоохон хадгалах байгууламжид (хэдэн зуун МВт цаг) тохиромжтой модульчлагдсан өргөтгөлийг хялбархан өргөжүүлэх боломжтой. | Өргөтгөх чадвар бага; Энэ нь ихэвчлэн тогтмол хэмжээтэй нэгжид ашиглагддаг боловч зарим хэрэглээнд зориулж масштабтай байдаг. |
| Анхны зардал | Ли-ион батерейтай харьцуулахад урьдчилгаа хөрөнгө оруулалт өндөр. | VFB-тэй харьцуулахад урьдчилсан зардал бага. |
| Эрчим хүчний нягтрал | Эрчим хүчний нягтрал бага (12-40 Вт/кг) нь цахилгаан машин зэрэг гар утасны хэрэглээнд тохиромжгүй. | Эрчим хүчний өндөр нягтрал (80-300 Вт/кг), цахилгаан машин (EV) зэрэг гар утасны хэрэглээнд тохиромжтой. |
| Эрчим хүч хувиргах үр ашиг | Li-ion батерейтай харьцуулахад үр ашиг бага (70-75%). | Илүү үр ашигтай цэнэглэх/цэнэглэх мөчлөгийн улмаас өндөр үр ашигтай (90%). |
| Амьдралын мөчлөг | Маш урт мөчлөгийн амьдрал (>10,000 цикл, зарим нь 20,000 циклээс дээш). | Циклийн богино хугацаа (батерейны төрөл, ашиглалтаас хамааран ихэвчлэн 1000-3000 цикл). |
| Насан туршийн зардал | Бүх амьдралын мөчлөгийн туршид нэг ватт-цаг (Wh) зардал багатай. Дахин ашиглах боломжтой ванадийн электролитийн ачаар байгаль орчинд ээлтэй. | Циклийн ашиглалтын хугацаа багасч, цаг хугацааны явцад доройтдог тул нэг ватт-цагийн ашиглалтын зардал өндөр байна. |
| Wh-д ногдох зардал | Одоогоор нэг Вт.ц нь 0.30-0.40 доллар орчим байгаа нь урт хугацааны эрчим хүчийг хадгалахад илүү хэмнэлттэй. | Ер нь нэг Вт нь 0.50 доллар, мөчлөгийн хугацаа багасч, хурдан мууддаг тул урт хугацааны хадгалалтын зардал өндөр байдаг. |
▲Ванадий Redox урсгалын батерей (VFBs) Аюулгүй байдал, өргөтгөх боломжтой, урт хугацааны ашиглалтын хугацаа, урт хугацаанд зардлын хэмнэлттэй байдаг тул том хэмжээний, урт хугацааны эрчим хүч хадгалах хэрэглээнд илүү тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч эрчим хүчний бага нягтрал, өндөр өртөг нь цахилгаан машин гэх мэт хэрэглээнд тохиромжгүй болгодог.
▲ Лити-ион батерей (Li-ion)Эрчим хүчний нягтрал ихтэй тул цахилгаан тээврийн хэрэгсэл гэх мэт зөөврийн хэрэглээнд илүү өргөн хэрэглэгддэг боловч VFB-тэй харьцуулахад аюулгүй байдлын эрсдэл, эргэлтийн хугацаа богино, урт хугацааны зардал өндөртэй байдаг.
Ванадий урсдаг батерейны шилдэг 10 компани
Дэлхий даяар хэд хэдэн компани, байгууллагууд ванадий Redox Flow Battery (VRFBs)-ийг хөгжүүлж, худалдаанд гаргахаар ажиллаж байгаа бөгөөд үүнд анхаарлаа хандуулж байна.эрчим хүч хадгалах томоохон шийдэл. VRFB зах зээлийн зарим гол тоглогчид энэ технологид мэргэшсэн байгуулагдсан компаниуд болон гарааны бизнес эрхлэгчид багтдаг.
1. RedT Energy (одоо Invinity Energy Systems)
- Байршил: Их Британи
- Тойм: RedT Energy нь HydroStar-тай нэгдэж Invinity Energy Systems компанийг байгуулсан. Тэд VRFB технологид суурилсан урт хугацааны эрчим хүч хадгалах шийдлээр мэргэшсэн. Тэдний бүтээгдэхүүнүүд нь үйлдвэрлэлийн болон цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээнд зориулагдсан.
- Байршил: Хятад / Канад
- Тойм:VRB Energy нь Хятадын Төрийн Сүлжээ Корпорацийн охин компани бөгөөд VRFB-ийг хөгжүүлж, арилжаалахад голлон анхаардаг. Тэд эрчим хүч хадгалах томоохон шийдлүүдийг санал болгодог бөгөөд ялангуяа Хятад болон олон улсын зах зээлд идэвхтэй байдаг.
3. Sumitomo Electric Industries
- Байршил: Япон
- Тойм: Сумитомо нь ванадий Redox Flow Battery технологийг хөгжүүлэхэд чухал тоглогч байсан. Тус компани нь өөрийн VRFB системийг боловсруулж, эрчим хүч хадгалах янз бүрийн төслүүдэд, ялангуяа Японы зах зээлд хэрэгжүүлсэн.
- Байршил: АНУ
- Тойм:Imergy Power Systems нь сүлжээнд эрчим хүч хадгалах зориулалттай ванадийд суурилсан урсгал батерей бүтээх чиглэлээр мэргэшсэн. Тус компани нь нар, салхи гэх мэт сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг эрчим хүчний хуримтлалтай нэгтгэхэд анхаарч байна.
5. Сивенс
- Байршил:Франц
- Тойм: Сивенс бол эрчим хүч хадгалах VRFB системийг үйлдвэрлэх чиглэлээр ажилладаг Францын компани юм. Тэд арилжааны болон үйлдвэрлэлийн аль алинд нь хэмнэлттэй, удаан эдэлгээтэй эрчим хүч хадгалах шийдлүүдийг боловсруулахад анхаарлаа хандуулдаг.
- Байршил:Канад
- Тойм: VanadiumCorp Resource Inc нь Канадын уул уурхай, технологийн компани бөгөөд ванадий олборлох, VRFB технологийг хөгжүүлэх чиглэлээр ажилладаг. Тус компани ванадийн олборлолтын үр ашгийг дээшлүүлэх, VRFB-ийн шинэ хэрэглээг хөгжүүлэхээр ажиллаж байна.
7. Эрчим хүч хадгалах систем (ESS, Inc.)
- Байршил:АНУ
- Тойм:ESS Inc. нь VRFB-тэй төстэй боловч ванадийн оронд төмрийг ашигладаг төмрийн урсгалын батерейны технологийг ашиглан урт хугацааны эрчим хүч хадгалах шийдэлд төвлөрсөн компани юм. Тэд эрчим хүч хадгалах томоохон шийдлүүдийг санал болгодог боловч тэдний ажил нь урсгал батерейны өсөн нэмэгдэж буй зах зээлийн нэг хэсэг юм.
8. CellCube эрчим хүч хадгалах систем
- Байршил:Австри / Канад
- Тойм: Gildemeister Energy Storage-ийн охин компани болох CellCube нь сүлжээнд хадгалах зориулалттай ванадий Redox Flow батерейг үйлдвэрлэж, ашиглахад анхаарлаа хандуулдаг. Тус компани нь ялангуяа Европ болон Хойд Америкт эрчим хүч хадгалах томоохон төслүүдэд оролцдог.
9. Сэргээгдэх эрчим хүчний шийдэл (RES групп)
- Байршил: Их Британи
- Тойм:Дэлхийн сэргээгдэх эрчим хүчний томоохон тоглогч RES Group нь сэргээгдэх эрчим хүчний тогтвортой, том хэмжээний эрчим хүч хадгалах шийдлүүдийг боловсруулах зорилгынхоо хүрээнд ванадийн урсгалын батерейг эрчим хүчний системд нэгтгэхээр ажиллаж байна.
- Байршил:Хятад
- Тойм: Pu Neng (PNT) нь жижиг болон том хэмжээний эрчим хүч хадгалах шийдлүүдийн аль алинд нь зориулж ванадий Redox урсгалын батерейг боловсруулж, үйлдвэрлэдэг Хятадын компани юм. Тэд VRFB-ийг сэргээгдэх эрчим хүчний системд нэгтгэхэд анхаарлаа хандуулдаг.
Бэрхшээл ба ирээдүйн хэтийн төлөв
Ванадий Redox Flow Батерей нь ирээдүйтэй давуу талуудыг санал болгодог хэдий ч шийдвэрлэх шаардлагатай зарим сорилтууд байдаг.
- ●Ванадий Redox урсгалын батерейны үнэ:Том хэмжээний VFB системд шаардагдах ванадийн өртөг болон дэд бүтэц нь харьцангуй өндөр байж болно. Гэсэн хэдий ч технологи хөгжиж, ванадийн үйлдвэрлэл нэмэгдэхийн хэрээр зардал буурах төлөвтэй байна.
- ●Эрчим хүчний нягтрал:VFB нь маш сайн урт хугацааны хүчин чадалтай хэдий ч эрчим хүчний нягтрал (нэг эзэлхүүн эсвэл жинд хуримтлагдсан энергийн хэмжээ) лити-ион ба хатуу төлөвт батерейгаас бага байдаг. Энэ нь тэдгээрийг орон зай, жин чухал ач холбогдолтой хэрэглээнд тохиромжгүй болгож болзошгүй юм.
- ●Үр ашиг: VFB-ийн үр ашиг өндөр боловч лити-ион батерейгаас арай доогуур хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч материал, дизайныг сайжруулах нь цаг хугацааны явцад үр ашгийг нэмэгдүүлэх төлөвтэй байна.
Дүгнэлт
Vanadium Redox Flow Battery нь том хэмжээний эрчим хүч хадгалах системд хувьсгал хийх боломжтой шинэлэг бөгөөд ирээдүйтэй эрчим хүч хадгалах шийдэл юм. Өргөтгөх боломжтой, урт хугацааны ашиглалтын хугацаа, аюулгүй байдал, байгаль орчинд ээлтэй дизайн нь түүнийг сүлжээг хадгалах, сэргээгдэх эрчим хүчийг нэгтгэх болон бусад томоохон хэмжээний эрчим хүч хадгалах хэрэглээнд сонирхолтой сонголт болгодог. Технологи боловсронгуй болж, зардлыг бууруулахын хэрээр VFB нь ирээдүйд чухал үүрэг гүйцэтгэх болно.тогтвортой эрчим хүчний хадгалалт, илүү уян хатан, найдвартай эрчим хүчний сүлжээг бий болгоход тусалдаг.
Шуудангийн цаг: 2025-01-07