Батареяҳои ҷараёни ванадий Redox (VFBs)технологияи нави нигоҳдории энергия бо потенсиали назаррас мебошанд, махсусан дар барномаҳои нигоҳдории дарозмиқёси калон. Бар хилофи анъанавӣнигоҳдории батареяи барқгиранда, VFBҳо ҳам барои электродҳои мусбат ва ҳам манфӣ маҳлули электролитҳои ванадийро истифода мебаранд, ки онҳоро дар тарҳрезӣ ва истифода беназир мегардонанд.
Батареяи ҷараёни ванадий Redox чист?
Дарбатареяи ванадий redox (VRB), ки инчунин бо номи батареяи ҷараёни ванадий (VFB) ё батареяи гардиши ванадий (VRFB) маълум аст, як навъи батареяи ҷараёни барқгиранда аст.
Он ионҳои ванадийро дар ҳолатҳои гуногуни оксидшавӣ барои нигоҳдорӣ ва озод кардани энергияи электрикӣ истифода мебарад. Баръакси батареяҳои муқаррарӣ, VRFBs энергияро дар электролитҳои моеъ нигоҳ медоранд, на дар электродҳои сахт. Ин тарҳ имкон медиҳад, ки миқёспазир ва чандир бошадҳалли захираҳои энергия.
Унсурҳои асосии батареяи ҷараёни ванадий Redox
| Компоненти асосӣ | Тавсифи |
| Электролитҳо | - VRFB ду электролитҳои моеъро истифода мебарад, ки маъмулан дорои ванадий дар ҳолатҳои гуногуни оксидшавӣ мебошанд (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺ ва V⁵⁺). |
| Электродҳо | - Ду электрод (одатан карбон ё маводи шабеҳ) ба реаксияҳои оксидшавӣ (камшавӣ ва оксидшавӣ) барои баровардан ё захира кардани энергия мусоидат мекунанд. |
| Мембран | - Мембранаи протон-гузаронанда (аксаран аз Нафион сохта шудааст) ду маҳлули электролитро аз ҳам ҷудо мекунад ва имкон медиҳад, ки ҷараёни ионҳо дар байни ду тараф дар ҷараёни заряд/разряд гузарад. |
| Насосҳо ва системаи ҷараён | - Ин ҷузъҳо электролитҳоро тавассути ҳуҷайраи электрохимиявӣ гардиш карда, ҷараёни пайвастаи ионҳои ванадийро барои раванди табдили энергия таъмин мекунанд. |
Батареяи Ванадий Redox Flow чӣ гуна кор мекунад?
- 1. Сикли разряд
- Ҳангоми разряд ионҳои ванадий дар маҳлулҳои электролитҳои мусбат ва манфӣ дар электродҳо реаксияҳои оксидшавӣ ва редуксияро аз сар гузаронида, энергияи барқро ҷудо мекунанд.
- 2. Давраи барқ
- Ҳангоми пуркунӣ энергия бо роҳи баргардонидани реаксияҳои оксидшавӣ ва коҳиш, интиқоли ионҳои ванадий ба ҳолати аслии оксидшавии онҳо захира карда мешавад. Ин раванд татбиқи ҷараёни беруна ба системаро дар бар мегирад.
- 3. Электролитҳои равон
- Хусусияти асосии батареяҳои ҷараёнӣ истифодаи электролитҳои моеъест, ки тавассути система интиқол дода мешаванд, ки имкон медиҳад иқтидори батарея тавассути васеъ кардани андозаи зарфҳои нигоҳдории электролит ба осонӣ зиёд карда шавад.
Бартариятҳои Батареяҳои Ванадий Redox Flow
- √ Миқёспазирӣ
VRFB-ҳоро тавассути зиёд кардани андозаи зарфҳои электролитӣ ба осонӣ васеъ кардан мумкин аст, ки онҳоро барои барномаҳои бузурги нигоҳдории энергия, ба монанди мувозинати шабака ва нигоҳдории энергияи барқароршаванда беҳтарин месозад. - √ Ҳаёти дарозмуддат
Ванадий ҳангоми велосипедронӣ таназзул намекунад (зеро он як маводро ҳам барои электролитҳои мусбат ва ҳам манфӣ истифода мебарад), ки ба VRFB нисбат ба дигар химияҳои батарея умри дарозтар медиҳад.
Naturgy ин батареяи ҷараёни ванадийро дар Замораи Испания ҷойгир кард.
- √Бехатарӣ
VRFB нисбатан бехатаранд, зеро электролитҳо оташгиранда нестанд ва заҳролуд нестанд. Шакли моеъ инчунин хатари гурези гармиро коҳиш медиҳад, ки метавонад дар баъзе намудҳои дигари батареяҳо ташвишовар бошад. - √ Самаранокӣ
VRFB-ҳо метавонанд самаранокии гардишгарӣ дошта бошанд (фоизи энергияе, ки ҳангоми холӣ ба даст меояд) вобаста ба тарҳрезӣ ва шароити корӣ аз 65% то 85% бошад. -
√ Энергия ва ҷудокунии барқ
VRFB-ҳо метавонанд мустақилона ҷузъҳои энергия (андозаи зарфҳои электролитӣ) ва қудрат (андозаи ҳуҷайраи электрохимиявӣ) -ро васеъ кунанд, ки ин ба онҳо барои барномаҳои гуногун чандирӣ медиҳад.
Барномаҳои батареяҳои ҷараёни ванадий Redox
Батареяи иқтидори 1 МВт 4 МВт-соати контейнерии ҷараёни ванадий, ки ба он тааллуқ дорадAvista Utilities ва аз ҷониби UniEnergy Technologies истеҳсол шудааст.
- ⭐Нигоҳдории шабака:VRFB-ҳо махсусан барои нигоҳ доштани энергияи зиёдатӣ аз манбаъҳои барқароршаванда ба монанди шамол ва офтоб муфид буда, буферро барои ҳамвор кардани фосилаи ин манбаъҳои энергия таъмин мекунанд.
- ⭐Интегратсияи энергияи барқароршаванда:Онҳо метавонанд энергияро ҳангоми кам будани талабот захира кунанд ва дар соатҳои баландтарини талабот онро озод кунанд.
- ⭐Қувваи эҳтиётӣ:VRFB-ҳо инчунин метавонанд барои системаҳои эҳтиётии нерӯи барқ дар инфрасохтори муҳим истифода шаванд.
Батареяи ҷараёни ванадий Redox VS батареяи литий-ион
| Хусусият | Батареяи ҷараёни ванадий Redox (VFB) | |
| Бехатарӣ | Аз сабаби маҳлулҳои обии электролитӣ, бидуни тарки гармӣ, сӯхтор ё таркишҳо табиатан бехатартар аст. | Метавонад хатари бехатариро ба вуҷуд орад, аз ҷумла фирорҳои гармидиҳӣ, сӯхтор ё таркишҳо ҳангоми вайрон шудан ё аз ҳад зиёд гарм шудан. |
| Миқёспазирӣ | Ба осонӣ миқёспазир, имкон медиҳад, ки васеъкунии модулӣ барои анборҳои калон (садҳо МВт/соат) мувофиқ бошад. | Миқёспазирии камтар; маъмулан дар воҳидҳои андозаи собит истифода бурда мешавад, гарчанде он метавонад барои баъзе барномаҳо миқёси. |
| Арзиши ибтидоӣ | Сармоягузории пешакӣ дар муқоиса бо батареяҳои Li-ion. | Арзиши пешпардохт дар муқоиса бо VFB камтар. |
| Зичии энергия | Зичии ками энергия (12-40 Вт/кг), ки онҳоро барои барномаҳои мобилӣ ба монанди EVs корношоям мекунад. | Зичии баландтари энергия (80-300 Вт/кг), беҳтарин барои барномаҳои мобилӣ ба монанди мошинҳои барқӣ (EVs). |
| Самаранокии табдили энергия | Дар муқоиса бо батареяҳои Li-ion самаранокии камтар (70-75%). | Самаранокии баландтар (90%) аз ҳисоби давраҳои пурсамартари пуркунӣ/разряд. |
| Ҳаёти даврӣ | Давраи ниҳоят дароз (> 10,000 давра, бо баъзе аз 20,000 давраҳо). | Мӯҳлати кӯтоҳтар (одатан 1,000-3,000 давра, вобаста ба намуди батарея ва истифода). |
| Хароҷоти умр | Арзиши пасти як ватт-соат (Вт) дар тамоми давраи ҳаёт. Аз ҷиҳати экологӣ тозатар бо электролитҳои такрории ванадий. | Арзиши баландтари умр барои як ватт-соат аз сабаби кӯтоҳтар шудани мӯҳлати давра ва таназзул бо мурури замон. |
| Арзиш барои як Вт | Дар айни замон тақрибан 0,30-0,40 доллар барои як Вт/соат, барои нигоҳдории дарозмуддати энергия аз ҷиҳати иқтисодӣ самараноктар аст. | Одатан $0,50 барои як Вт/соат, арзиши баландтар барои нигоҳдории дарозмуддат бо сабаби кӯтоҳтар шудани мӯҳлати давра ва таназзули тезтар. |
▲Батареяҳои ҷараёни ванадий Redox (VFBs) аз сабаби бехатарӣ, миқёспазирӣ, мӯҳлати тӯлонии давра ва самаранокии хароҷот дар дарозмуддат барои барномаҳои васеъмиқёси нигоҳдории энергия мувофиқтаранд. Аммо, зичии ками энергия ва арзиши баланди ибтидоии онҳо онҳоро барои барномаҳое ба мисли мошинҳои барқӣ номуносиб месозад.
▲ Батареяҳои литий-ион (Li-ion)аз сабаби зичии баландтари энергия барои барномаҳои сайёр ба мисли мошинҳои барқӣ васеътар истифода мешаванд, аммо онҳо дар муқоиса бо VFB хатарҳои бехатарӣ, мӯҳлати кӯтоҳтар ва хароҷоти баландтари дарозмуддат доранд.
Top 10 Ширкатҳои батареяи Vanadium Flow
Дар саросари ҷаҳон якчанд ширкатҳо ва созмонҳо кор мекунанд, ки ба таҳия ва тиҷоратикунонии батареяҳои Vanadium Redox Flow (VRFBs) машғуланд.ҳалли миқёси калон нигоҳдории энергия. Баъзе бозигарони калидӣ дар бозори VRFB ҳам ширкатҳои таъсисёфта ва ҳам стартапҳоеро дар бар мегиранд, ки дар ин технология тахассус доранд.
1. RedT Energy (ҳоло Invinity Energy Systems)
- Ҷойгиршавӣ: Инглистон
- Барраси: RedT Energy бо HydroStar муттаҳид шуда, Invinity Energy Systemsро ташкил дод. Онҳо ба ҳалли дарозмуддати нигоҳдории энергия дар асоси технологияи VRFB тахассус доранд. Маҳсулоти онҳо барои нигоҳдории энергия дар миқёси саноатӣ ва шабакавӣ нигаронида шудааст.
2. VRB Energy
- Ҷойгиршавӣ: Чин / Канада
- Барраси:VRB Energy як фаръии Корпоратсияи давлатии шабакаи Чин аст ва ба таҳия ва тиҷории VRFBs тамаркуз мекунад. Онҳо қарорҳои васеъмиқёси нигоҳдории энергияро пешниҳод мекунанд ва махсусан дар ҳам дар Чин ва ҳам дар бозорҳои байналмилалӣ фаъоланд.
3. Sumitomo Electric Industries
- Ҷойгиршавӣ: Япония
- Барраси: Sumitomo як бозигари назаррас дар рушди технологияи Vanadium Redox Flow Battery буд. Ширкат системаҳои VRFB-и худро таҳия кардааст ва онҳоро дар лоиҳаҳои гуногуни нигоҳдории энергия, бахусус дар бозори Ҷопон татбиқ кардааст.
- Ҷойгиршавӣ: Штатхои Муттахида
- Барраси:Imergy Power Systems ба таҳияи батареяҳои ҷараёни ванадий барои нигоҳдории энергия дар миқёси шабака тахассус дорад. Ширкат ба ҳамгироии манбаъҳои барқароршавандаи энергия, аз қабили офтоб ва шамол бо захираи энергия нигаронида шудааст.
5. Сивенс
- Ҷойгиршавӣ:Франция
- Барраси: Sivens як ширкати фаронсавӣ аст, ки ба истеҳсоли системаҳои VRFB барои нигоҳдории энергия машғул аст. Онҳо ба таҳияи қарорҳои камхарҷ ва дарозмуддат барои нигоҳдории энергия барои барномаҳои тиҷоратӣ ва саноатӣ тамаркуз мекунанд.
6. Ширкати VanadiumCorp Resource Inc.
- Ҷойгиршавӣ:Канада
- Барраси: VanadiumCorp Resource Inc як ширкати истихроҷи маъдан ва технологияи Канада аст, ки ба истихроҷи ванадий ва рушди технологияи VRFB тамаркуз мекунад. Ширкат дар самти баланд бардоштани самаранокии истихроҷи ванадий ва таҳияи барномаҳои нав барои VRFB кор мекунад.
7. Системаҳои нигоҳдории энергия (ESS, Inc.)
- Ҷойгиршавӣ:Штатхои Муттахида
- Барраси:ESS Inc. як ширкатест, ки ба қарорҳои нигоҳдории энергияи дарозмуддат бо истифода аз технологияи батареяи ҷараёни оҳан, ки ба VRFB монанд аст, аммо ба ҷои ванадий оҳанро истифода мебарад. Онҳо ҳалли васеъмиқёси нигоҳдории энергияро пешниҳод мекунанд, аммо кори онҳо як қисми бозори афзояндаи батареяҳои ҷараён аст.
8. Системаҳои нигоҳдории энергияи CellCube
- Ҷойгиршавӣ:Австрия / Канада
- Барраси: CellCube, як фаръии Gildemeister Energy Storage, ба истеҳсол ва ҷойгиркунии батареяҳои Vanadium Redox Flow барои нигоҳдории миқёси шабака тамаркуз мекунад. Ин ширкат махсусан дар лоиҳаҳои бузурги нигоҳдории энергия дар Аврупо ва Амрикои Шимолӣ иштирок мекунад.
9. Solutions Energy Renewable Energy (RES Group)
- Ҷойгиршавӣ: Инглистон
- Барраси:RES Group, як бозигари бузурги ҷаҳонии энергияи барқароршаванда, дар ҳамгироии батареяҳои ҷараёни ванадий ба системаҳои энергетикӣ ҳамчун як қисми ҳадафи худ оид ба таҳияи қарорҳои устувор ва миқёси бузурги нигоҳдории энергия барои манбаи барқароршаванда кор мекунад.
- Ҷойгиршавӣ:Хитой
- Барраси: Pu Neng (PNT) як ширкати чинӣ аст, ки батареяҳои Vanadium Redox Flow барои ҳам барои ҳалли нигоҳдории энергияи хурд ва ҳам миқёси калон таҳия ва истеҳсол мекунад. Онҳо ба ҳамгироии VRFB-ҳо ба системаҳои энергияи барқароршаванда диққат медиҳанд.
Мушкилот ва дурнамои оянда
Гарчанде ки батареяҳои Vanadium Redox Flow бартариҳои умедбахш пешниҳод мекунанд, баъзе мушкилоте ҳастанд, ки бояд ҳал карда шаванд:
- ●Нархи батареяи Vanadium Redox Flow:Арзиши ванадий ва инфрасохтори зарурӣ барои системаҳои бузурги VFB метавонад нисбатан баланд бошад. Бо вуҷуди ин, вақте ки технология ба камол мерасад ва истеҳсоли ванадий афзоиш меёбад, хароҷот кам мешавад.
- ●Зичии энергия:Дар ҳоле ки VFB дорои қобилиятҳои аълои дарозмуддат мебошанд, зичии энергетикии онҳо (миқдори энергияе, ки дар як воҳид ҳаҷм ё вазн захира шудааст) нисбат ба батареяҳои литий-ион ё ҳолати сахт камтар аст. Ин метавонад онҳоро барои барномаҳое, ки фазо ва вазн муҳиманд, камтар мувофиқ созад.
- ●Самаранокӣ: Самаранокии VFBs, гарчанде баланд бошад ҳам, нисбат ба батареяҳои литий-ион каме пасттар аст. Бо вуҷуди ин, интизор меравад, ки беҳбудиҳо дар мавод ва тарроҳӣ бо мурури замон самаранокии онро баланд бардорад.
Хулоса
Батареяи Vanadium Redox Flow як ҳалли инноватсионӣ ва умедбахши нигоҳдории энергия мебошад, ки дорои потенсиали инқилоби системаҳои бузурги нигоҳдории энергия мебошад. Миқёспазирии он, мӯҳлати тӯлонии давра, бехатарӣ ва тарҳи аз ҷиҳати экологӣ тоза онро як варианти ҷолиб барои нигоҳдории шабака, ҳамгироии энергияи барқароршаванда ва дигар барномаҳои бузурги нигоҳдории энергия месозад. Вақте ки технология ба камол мерасад ва коҳиши хароҷот амалӣ мешавад, VFB метавонад дар ояндаизахираи устувори энергия, барои ба вучуд овардани сети энергетики бештар устувору боэътимод ёрй мерасонад.
Вақти фиристодан: январ-07-2025