Bateritë e rrjedhjes redoks të vanadiumit (VFB)janë një teknologji në zhvillim e ruajtjes së energjisë me potencial të konsiderueshëm, veçanërisht në aplikimet e ruajtjes në shkallë të gjerë dhe afatgjatë. Ndryshe nga teknologjitë konvencionaleruajtja e baterisë së rikarikueshme, VFB-të përdorin një tretësirë elektroliti vanadiumi si për elektrodat pozitive ashtu edhe për ato negative, duke i bërë ato unike në dizajn dhe funksionim.
Çfarë është bateria Vanadium Redox Flow?
I/E/Të/Tëbateri vanadium redoks (VRB), e njohur edhe si bateria me rrjedhje vanadiumi (VFB) ose bateria me rrjedhje redoks vanadiumi (VRFB), është një lloj baterie me rrjedhje të rikarikueshme.
Përdor jonet e vanadiumit në gjendje të ndryshme oksidimi për të ruajtur dhe çliruar energji elektrike. Ndryshe nga bateritë konvencionale, VRFB-të ruajnë energjinë në elektrolite të lëngshme që qarkullojnë nëpër sistem në vend të elektrodave të ngurta. Ky dizajn lejon shkallëzim dhe fleksibilitet.zgjidhje për ruajtjen e energjisë.
Komponentët kryesorë të një baterie vanadium redox flow
| Komponenti Kryesor | Përshkrimi |
| Elektrolite | - VRFB përdor dy elektrolite të lëngshme, që zakonisht përmbajnë vanadium në gjendje të ndryshme oksidimi (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺ dhe V⁵⁺). |
| Elektroda | Dy elektroda (zakonisht karbon ose materiale të ngjashme) lehtësojnë reaksionet redoks (reduktimin dhe oksidimin) për të çliruar ose ruajtur energji. |
| Membranë | Një membranë përçuese e protoneve (shpesh e bërë nga Nafion) ndan dy tretësirat e elektroliteve, duke lejuar rrjedhën e joneve midis dy anëve gjatë ciklit të ngarkimit/shkarkimit. |
| Pompat dhe Sistemi i Rrjedhjes | - Këta përbërës qarkullojnë elektrolitet përmes qelizës elektrokimike, duke siguruar rrjedhë të vazhdueshme të joneve të vanadiumit për procesin e shndërrimit të energjisë. |
Si funksionon një bateri vanadium redox flow?
- 1. Cikli i shkarkimit
- Gjatë shkarkimit, jonet e vanadiumit në tretësirat e elektroliteve pozitive dhe negative i nënshtrohen reaksioneve të oksidimit dhe reduktimit në elektroda, duke çliruar energji elektrike.
- 2. Cikli i karikimit
- Gjatë karikimit, energjia ruhet duke përmbysur reaksionet e oksidimit dhe reduktimit, duke i kthyer jonet e vanadiumit në gjendjet e tyre origjinale të oksidimit. Ky proces përfshin aplikimin e një rryme të jashtme në sistem.
- 3. Elektrolite që rrjedhin
- Karakteristika kryesore e baterive rrjedhëse është përdorimi i elektroliteve të lëngshme që pompohen përmes sistemit, gjë që lejon që kapaciteti i baterisë të rritet lehtësisht duke rritur thjesht madhësinë e rezervuarëve të ruajtjes së elektroliteve.
Avantazhet e Baterive të Vanadium Redox Flow
- √ Shkallëzueshmëria
VRFB-të mund të zgjerohen lehtësisht duke rritur madhësinë e rezervuarëve të elektroliteve, duke i bërë ato ideale për aplikime të ruajtjes së energjisë në shkallë të gjerë, siç është balancimi i rrjetit dhe ruajtja e energjisë së rinovueshme. - √ Jetëgjatësi e gjatë e ciklit
Vanadiumi nuk degradohet gjatë ciklit (sepse përdor të njëjtin material si për elektrolitet pozitive ashtu edhe për ato negative), gjë që u jep VRFB-ve një jetëgjatësi më të madhe operative krahasuar me kimikatet e tjera të baterive.
Naturgy e vendosi këtë bateri me rrjedhje vanadiumi në Zamora, Spanjë.
- √Siguria
VRFB-të janë relativisht të sigurta sepse elektrolitet nuk janë të ndezshme dhe jo-toksike. Forma e lëngshme gjithashtu zvogëlon rrezikun e ikjes termike, e cila mund të jetë shqetësuese në disa lloje të tjera të baterive. - √ Efikasitet
VRFB-të mund të kenë efikasitet vajtje-ardhje (përqindja e energjisë së rikuperuar gjatë shkarkimit) që varion nga 65% në 85%, varësisht nga kushtet e projektimit dhe të funksionimit. -
√ Shkëputja e Energjisë dhe Fuqisë
VRFB-të mund të shkallëzojnë në mënyrë të pavarur komponentët e energjisë (madhësinë e rezervuarëve të elektrolitit) dhe fuqisë (madhësinë e qelizës elektrokimike), gjë që u jep atyre fleksibilitet për aplikime të ndryshme.
Zbatimet e baterive të rrjedhës redoks të vanadiumit
Bateria e kontejnerizuar me rrjedhje vanadiumi 1 MW 4 MWh në pronësi tëAvista Utilities dhe prodhuar nga UniEnergy Technologies.
- ⭐Magazinimi në rrjet:VRFB-të janë veçanërisht të dobishme për ruajtjen e energjisë së tepërt nga burimet e rinovueshme si era dhe dielli, duke siguruar një tampon për të zbutur ndërprerjen e këtyre burimeve të energjisë.
- ⭐Integrimi i Energjisë së Rinovueshme:Ato mund të ruajnë energji kur kërkesa është e ulët dhe ta lirojnë atë gjatë orëve të kërkesës së pikut.
- ⭐Energji rezervë:VRFB-të mund të përdoren gjithashtu për sisteme rezervë të energjisë në infrastrukturën kritike.
Bateria e rrjedhës redoks të vanadiumit kundrejt baterisë së joneve litium
| Karakteristikë | Bateria e rrjedhjes redoks të vanadiumit (VFB) | |
| Siguria | Në thelb më i sigurt për shkak të tretësirave ujore të elektroliteve, pa rrjedhje termike, zjarre ose shpërthime. | Mund të paraqesë rreziqe sigurie, duke përfshirë ikjen termike, zjarre ose shpërthime nëse dëmtohet ose mbinxehet. |
| Shkallëzueshmëria | Lehtësisht i shkallëzueshëm, duke lejuar zgjerim modular të përshtatshëm për objekte të mëdha magazinimi (qindra MWh). | Më pak i shkallëzueshëm; përdoret zakonisht në njësi me madhësi fikse, megjithëse mund të shkallëzohet për disa aplikime. |
| Kostoja fillestare | Investim më i lartë fillestar krahasuar me bateritë Li-ion. | Kosto më e ulët fillestare krahasuar me VFB-të. |
| Dendësia e Energjisë | Dendësi më e ulët e energjisë (12-40 Wh/kg), duke i bërë ato të papërshtatshme për aplikime mobile si automjetet elektrike. | Dendësi më e lartë e energjisë (80-300 Wh/kg), ideale për aplikime mobile si automjetet elektrike (EV). |
| Efikasiteti i Konvertimit të Energjisë | Efikasitet më i ulët (70-75%) krahasuar me bateritë Li-ion. | Efikasitet më i lartë (90%) për shkak të cikleve më efikase të karikimit/shkarkimit. |
| Jeta e Ciklit | Jetëgjatësi jashtëzakonisht e gjatë e ciklit (>10,000 cikle, me disa që tejkalojnë 20,000 cikle). | Jetëgjatësi më e shkurtër e ciklit (zakonisht 1,000-3,000 cikle, varësisht nga lloji i baterisë dhe përdorimi). |
| Kostot e Përjetshme | Kosto më e ulët për Vat-Orë (Wh) gjatë gjithë ciklit jetësor. Më miqësor ndaj mjedisit me elektrolite të riciklueshme të vanadiumit. | Kosto më e lartë e jetëgjatësisë për vat-orë për shkak të ciklit më të shkurtër dhe degradimit me kalimin e kohës. |
| Kosto për Wh | Aktualisht rreth 0.30-0.40 dollarë për Wh, më kosto-efektive për ruajtjen afatgjatë të energjisë. | Zakonisht 0.50 dollarë për Wh, kosto më e lartë për ruajtje afatgjatë për shkak të ciklit më të shkurtër dhe degradimit më të shpejtë. |
▲Bateritë e rrjedhjes redoks të vanadiumit (VFB) janë më të përshtatshme për aplikime të ruajtjes së energjisë në shkallë të gjerë dhe afatgjatë për shkak të sigurisë, shkallëzueshmërisë, ciklit të gjatë jetëgjatësisë dhe efikasitetit të kostos në planin afatgjatë. Megjithatë, dendësia e tyre e ulët e energjisë dhe kostoja e lartë fillestare i bëjnë ato të papërshtatshme për aplikime si automjetet elektrike.
▲ Bateritë litium-jon (Li-jon)përdoren më gjerësisht për aplikime portative si automjetet elektrike për shkak të dendësisë së tyre më të lartë të energjisë, por ato vijnë me rreziqe sigurie, jetëgjatësi më të shkurtër të ciklit dhe kosto më të larta afatgjata krahasuar me VFB-të.
10 Kompanitë Kryesore të Baterive Vanadium Flow
Në mbarë botën, ka disa kompani dhe organizata që punojnë në zhvillimin dhe komercializimin e Baterive Vanadium Redox Flow (VRFB), me fokus nëzgjidhje për ruajtjen e energjisë në shkallë të gjerëDisa lojtarë kryesorë në tregun e VRFB përfshijnë si kompani të konsoliduara ashtu edhe startup-e të specializuara në këtë teknologji.
1. RedT Energy (tani Invinity Energy Systems)
- Vendndodhja: Mbretëria e Bashkuar
- Përmbledhje: RedT Energy u bashkua me HydroStar për të formuar Invinity Energy Systems. Ata specializohen në zgjidhje afatgjata të ruajtjes së energjisë bazuar në teknologjinë VRFB. Produktet e tyre synojnë aplikime industriale dhe në shkallë rrjeti për ruajtjen e energjisë.
2. VRB Energy
- Vendndodhja: Kinë / Kanada
- Përmbledhje:VRB Energy është një degë e Korporatës Shtetërore të Rrjetit Elektronik të Kinës dhe përqendrohet në zhvillimin dhe komercializimin e VRFB-ve. Ata ofrojnë zgjidhje të ruajtjes së energjisë në shkallë të gjerë dhe janë veçanërisht aktivë si në tregjet kineze ashtu edhe në ato ndërkombëtare.
3. SIndustritë Elektrike Umitomo
- Vendndodhja: Japoni
- Përmbledhje: Sumitomo ka qenë një lojtar i rëndësishëm në zhvillimin e teknologjisë së baterive Vanadium Redox Flow. Kompania ka zhvilluar sistemet e veta VRFB dhe i ka zbatuar ato në projekte të ndryshme të ruajtjes së energjisë, veçanërisht në tregun japonez.
4. Sistemet e Energjisë Imergy
- Vendndodhja: Shtetet e Bashkuara
- Përmbledhje:Imergy Power Systems specializohet në zhvillimin e baterive rrjedhëse me bazë vanadiumi për ruajtjen e energjisë në shkallë rrjeti. Kompania është e përqendruar në integrimin e burimeve të energjisë së rinovueshme si dielli dhe era me ruajtjen e energjisë.
5. Gjashtëshe
- Vendndodhja:Francë
- Përmbledhje: Sivens është një kompani franceze e përfshirë në prodhimin e sistemeve VRFB për ruajtjen e energjisë. Ata përqendrohen në zhvillimin e zgjidhjeve të ruajtjes së energjisë me kosto efektive dhe jetëgjatë, si për aplikime komerciale ashtu edhe për industriale.
- Vendndodhja:Kanada
- Përmbledhje: VanadiumCorp Resource Inc. është një kompani kanadeze e minierave dhe teknologjisë që përqendrohet në nxjerrjen e vanadiumit dhe zhvillimin e teknologjisë VRFB. Kompania po punon për përmirësimin e efikasitetit të nxjerrjes së vanadiumit dhe zhvillimin e aplikacioneve të reja për VRFB-të.
7. Sistemet e Ruajtjes së Energjisë (ESS, Inc.)
- Vendndodhja:Shtetet e Bashkuara
- Përmbledhje:ESS Inc. është një kompani e fokusuar në zgjidhje afatgjata të ruajtjes së energjisë duke përdorur teknologjinë e baterive me rrjedhje hekuri, e cila është e ngjashme me VRFB, por përdor hekur në vend të vanadiumit. Ata ofrojnë zgjidhje të ruajtjes së energjisë në shkallë të gjerë, por puna e tyre është pjesë e tregut në rritje të baterive me rrjedhje.
8. Sistemet e Ruajtjes së Energjisë CellCube
- Vendndodhja:Austri / Kanada
- Përmbledhje: CellCube, një degë e Gildemeister Energy Storage, përqendrohet në prodhimin dhe vendosjen e baterive Vanadium Redox Flow për ruajtje në shkallë rrjeti. Kompania është veçanërisht e përfshirë në projekte të ruajtjes së energjisë në shkallë të gjerë në Evropë dhe Amerikën e Veriut.
9. Zgjidhje për Energji të Rinovueshme (Grupi RES)
- Vendndodhja: Mbretëria e Bashkuar
- Përmbledhje:Grupi RES, një lojtar i madh global i energjisë së rinovueshme, po punon për integrimin e baterive me rrjedhje vanadiumi në sistemet e energjisë, si pjesë e qëllimit të tyre për të zhvilluar zgjidhje të qëndrueshme dhe në shkallë të gjerë për ruajtjen e energjisë për burimet e rinovueshme.
- Vendndodhja:Kinë
- Përmbledhje: Pu Neng (PNT) është një kompani kineze që zhvillon dhe prodhon bateri Vanadium Redox Flow për zgjidhje të vogla dhe të mëdha të ruajtjes së energjisë. Ata përqendrohen në integrimin e baterive VRFB në sistemet e energjisë së rinovueshme.
Sfidat dhe Perspektivat e Ardhshme
Ndërsa bateritë Vanadium Redox Flow ofrojnë avantazhe premtuese, ka disa sfida që duhen adresuar:
- ●Çmimi i baterisë Vanadium Redox Flow:Kostoja e vanadiumit dhe infrastruktura e kërkuar për sistemet VFB në shkallë të gjerë mund të jetë relativisht e lartë. Megjithatë, ndërsa teknologjia përparon dhe prodhimi i vanadiumit rritet, kostot pritet të ulen.
- ●Dendësia e energjisë:Ndërsa bateritë VFB kanë aftësi të shkëlqyera me jetëgjatësi të madhe, dendësia e tyre e energjisë (sasia e energjisë së ruajtur për njësi vëllimi ose peshe) është më e ulët se ajo e baterive litium-jon ose atyre në gjendje të ngurtë. Kjo mund t'i bëjë ato më pak të përshtatshme për aplikime ku hapësira dhe pesha janë kritike.
- ●Efikasiteti: Efikasiteti i baterive VFB, ndonëse i lartë, është ende pak më i ulët se ai i baterive litium-jon. Megjithatë, përmirësimet në materiale dhe dizajn pritet të rrisin efikasitetin me kalimin e kohës.
Përfundim
Bateria Vanadium Redox Flow është një zgjidhje inovative dhe premtuese për ruajtjen e energjisë me potencialin për të revolucionarizuar sistemet e ruajtjes së energjisë në shkallë të gjerë. Shkallëzueshmëria, jeta e gjatë e ciklit, siguria dhe dizajni miqësor ndaj mjedisit e bëjnë atë një mundësi tërheqëse për ruajtjen në rrjet, integrimin e energjisë së rinovueshme dhe aplikime të tjera të ruajtjes së energjisë në shkallë të gjerë. Ndërsa teknologjia përparon dhe realizohen uljet e kostove, VFB-të mund të luajnë një rol kyç në të ardhmen e...ruajtje e qëndrueshme e energjisë, duke ndihmuar në krijimin e një rrjeti energjetik më elastik dhe të besueshëm.
Koha e postimit: 07 Janar 2025