Vanadiy redoks oqimi batareyalari (VFBs)katta potentsialga ega, ayniqsa keng ko'lamli, uzoq muddatli saqlash ilovalarida rivojlanayotgan energiya saqlash texnologiyasidir. An'anaviydan farqli o'laroqqayta zaryadlanuvchi batareyani saqlash, VFBlar ham ijobiy, ham salbiy elektrodlar uchun vanadiy elektrolit eritmasidan foydalanadi, bu ularni dizayn va ekspluatatsiya jihatidan noyob qiladi.
Vanadiy Redoks oqimi batareyasi nima?
Thevanadiy redoks batareyasi (VRB), shuningdek, vanadiy oqim batareyasi (VFB) yoki vanadiy redoks oqim batareyasi (VRFB) sifatida ham tanilgan, qayta zaryadlanuvchi oqim batareyasining bir turi.
Elektr energiyasini saqlash va chiqarish uchun turli oksidlanish holatlarida vanadiy ionlaridan foydalanadi. An'anaviy batareyalardan farqli o'laroq, VRFBlar energiyani qattiq elektrodlarda emas, balki tizim orqali aylanib yuradigan suyuq elektrolitlarda saqlaydi. Ushbu dizayn kengaytiriladigan va moslashuvchan bo'lishga imkon beradienergiya saqlash yechimlari.
Vanadiy redoks oqimi batareyasining asosiy komponentlari
| Asosiy komponent | Tavsif |
| Elektrolitlar | - VRFB ikkita suyuq elektrolitdan foydalanadi, odatda turli oksidlanish darajalarida vanadiyni o'z ichiga oladi (V²⁺, V³⁺, V⁴⁺ va V⁵⁺). |
| Elektrodlar | - Ikki elektrod (odatda uglerod yoki shunga o'xshash materiallar) energiyani chiqarish yoki saqlash uchun redoks reaktsiyalarini (qaytarilish va oksidlanish) osonlashtiradi. |
| Membran | - Proton o'tkazuvchi membrana (ko'pincha Nafiondan qilingan) ikkita elektrolit eritmasini ajratib turadi, bu zaryadlash / tushirish siklida ikki tomon o'rtasida ion oqimini ta'minlaydi. |
| Nasoslar va oqim tizimi | - Ushbu komponentlar elektrolitlarni elektrokimyoviy hujayra orqali aylantirib, energiyani aylantirish jarayoni uchun vanadiy ionlarining uzluksiz oqimini ta'minlaydi. |
Vanadiy Redoks Flow batareyasi qanday ishlaydi?
- 1. Bo'shatish davri
- Bo'shatish vaqtida musbat va manfiy elektrolitlar eritmalaridagi vanadiy ionlari elektrodlarda oksidlanish va qaytarilish reaksiyalariga kirishib, elektr energiyasini chiqaradi.
- 2. Zaryadlash davri
- Zaryadlash vaqtida energiya oksidlanish va qaytarilish reaktsiyalarini teskari o'zgartirish, vanadiy ionlarini dastlabki oksidlanish holatiga qaytarish orqali saqlanadi. Ushbu jarayon tizimga tashqi oqimni qo'llashni o'z ichiga oladi.
- 3. Oqimli elektrolitlar
- Oqim batareyalarining asosiy xususiyati tizim orqali pompalanadigan suyuq elektrolitlardan foydalanish bo'lib, bu elektrolitlar saqlash tanklarining hajmini shunchaki kattalashtirish orqali batareya quvvatini osongina oshirish imkonini beradi.
Vanadiy Redoks oqimi batareyalarining afzalliklari
- √ Masshtablilik
VRFBlarni elektrolitlar tanklarining hajmini oshirish orqali osongina kattalashtirish mumkin, bu ularni tarmoqni muvozanatlash va qayta tiklanadigan energiyani saqlash kabi keng ko'lamli energiya saqlash dasturlari uchun ideal qiladi. - √ Uzoq aylanish muddati
Vanadiy velosipedda harakatlanayotganda buzilmaydi (chunki u musbat va manfiy elektrolitlar uchun bir xil materialdan foydalanadi), bu VRFBlarning boshqa akkumulyator kimyolariga nisbatan uzoqroq ishlash muddatini beradi.
Naturgy ushbu vanadiy oqimi batareyasini Ispaniyaning Zamora shahrida joylashtirdi.
- √Xavfsizlik
VRFBlar nisbatan xavfsizdir, chunki elektrolitlar yonmaydi va toksik emas. Suyuq shakl, shuningdek, ba'zi boshqa turdagi batareyalarda tashvish tug'diradigan termal qochib ketish xavfini kamaytiradi. - √ Samaradorlik
VRFB konstruksiya va ish sharoitlariga qarab 65% dan 85% gacha bo'lgan aylanma samaradorlikka (bo'shatish paytida olinadigan energiya ulushi) ega bo'lishi mumkin. -
√ Energiya va quvvatni ajratish
VRFBlar mustaqil ravishda energiya (elektrolitlar tanklari hajmi) va quvvat (elektrokimyoviy hujayraning o'lchami) komponentlarini o'lchashi mumkin, bu ularga turli xil ilovalar uchun moslashuvchanlikni beradi.
Vanadiy Redoks oqimi batareyalarining qo'llanilishi
1 MVt 4 MVt sig'imli konteynerli vanadiy oqim batareyasi egalik qiladiAvista Utilities va UniEnergy Technologies tomonidan ishlab chiqarilgan.
- ⭐Tarmoqli saqlash:VRFBlar, ayniqsa, shamol va quyosh kabi qayta tiklanadigan manbalardan ortiqcha energiyani saqlash uchun foydalidir, bu energiya manbalarining uzilishlarini yumshatish uchun buferni ta'minlaydi.
- ⭐Qayta tiklanadigan energiya integratsiyasi:Ular talab past bo'lganda energiyani saqlashi va talabning eng yuqori soatlarida uni chiqarishi mumkin.
- ⭐Zaxira quvvat:VRFBlar muhim infratuzilmada zaxira quvvat tizimlari uchun ham ishlatilishi mumkin.
Vanadiy Redoks oqimi batareyasi VS Lityum-ion batareyasi
| Xususiyat | Vanadiy redoks oqimi batareyasi (VFB) | |
| Xavfsizlik | Suvli elektrolitlar eritmalari tufayli tabiiy ravishda xavfsizroq, termal qochish, yong'inlar yoki portlashlar yo'q. | Xavfsizlik uchun xavf tug'dirishi mumkin, shu jumladan termal qochib ketish, yong'inlar yoki shikastlangan yoki haddan tashqari qizib ketgan portlashlar. |
| Masshtablilik | Osonlik bilan kengaytirilishi mumkin, bu katta omborxonalar uchun mos modulli kengaytirish imkonini beradi (yuzlab MVt). | Kamroq miqyosda; odatda qat'iy o'lchamli birliklarda qo'llaniladi, garchi u ba'zi ilovalar uchun masshtablanishi mumkin. |
| Dastlabki xarajat | Li-ion batareyalarga nisbatan yuqori investitsiyalar. | VFBlarga nisbatan pastroq dastlabki xarajat. |
| Energiya zichligi | Kamroq energiya zichligi (12-40 Vt/kg), bu ularni EV kabi mobil ilovalar uchun yaroqsiz qiladi. | Yuqori energiya zichligi (80-300 Vt/kg), elektr transport vositalari (EV) kabi mobil ilovalar uchun ideal. |
| Energiyani konvertatsiya qilish samaradorligi | Li-ion batareyalarga nisbatan past samaradorlik (70-75%). | Zaryadlash/bo'shatish davrlarining samaraliroqligi tufayli yuqori samaradorlik (90%). |
| Velosiped hayot | Juda uzoq tsikl muddati (>10 000 tsikl, ba'zilari 20 000 tsikldan oshadi). | Qisqaroq aylanish muddati (odatda batareya turiga va foydalanishga qarab 1000-3000 tsikl). |
| Hayotiy xarajatlar | Butun hayot aylanishi davomida bir vatt-soat (Wh) uchun past narx. Qayta ishlanadigan vanadiy elektrolitlari bilan yanada ekologik toza. | Qisqa aylanish muddati va vaqt o'tishi bilan degradatsiyaga uchraganligi sababli vatt-soat uchun yuqori umr bo'yi xarajat. |
| Vt uchun xarajat | Hozirgi vaqtda har bir Vt/soat uchun 0,30-0,40 dollar atrofida, uzoq muddatli energiya saqlash uchun tejamkorroq. | Odatda Wh uchun $ 0,50, qisqaroq aylanish muddati va tezroq buzilish tufayli uzoq muddatli saqlash uchun yuqori narx. |
▲Vanadiy redoks oqimi batareyalari (VFBs) Xavfsizligi, kengaytirilishi, uzoq umr ko'rish muddati va uzoq muddatli iqtisodiy samaradorlik tufayli keng ko'lamli, uzoq muddatli energiya saqlash ilovalari uchun ko'proq mos keladi. Biroq, ularning past energiya zichligi va yuqori boshlang'ich narxi ularni elektr transport vositalari kabi ilovalar uchun yaroqsiz qiladi.
▲ Lityum-ion batareyalar (Li-ion)yuqori energiya zichligi tufayli elektr transport vositalari kabi portativ ilovalar uchun ko'proq qo'llaniladi, ammo ular VFBlarga nisbatan xavfsizlik xavfi, qisqaroq aylanish muddati va yuqori uzoq muddatli xarajatlar bilan birga keladi.
Vanadiy Flow Batareya ishlab chiqaruvchi 10 ta eng yaxshi kompaniyalar
Butun dunyoda Vanadiy Redoks Flow Batareyalarini (VRFB) ishlab chiqish va tijoratlashtirish ustida ishlayotgan bir qancha kompaniya va tashkilotlar mavjud.keng ko'lamli energiya saqlash echimlari. VRFB bozorining ba'zi asosiy o'yinchilari orasida ushbu texnologiyaga ixtisoslashgan tashkil etilgan kompaniyalar va startaplar kiradi.
1. RedT Energy (hozirgi Invinity Energy Systems)
- Manzil: Birlashgan Qirollik
- Umumiy koʻrinish: RedT Energy HydroStar bilan birlashib, Invinity Energy Systemsni tashkil qildi. Ular VRFB texnologiyasiga asoslangan uzoq muddatli energiya saqlash yechimlariga ixtisoslashgan. Ularning mahsulotlari sanoat va tarmoq miqyosida energiya saqlash dasturlariga qaratilgan.
- Manzil: Xitoy / Kanada
- Umumiy koʻrinish:VRB Energy Xitoyning Davlat elektr tarmogʻi korporatsiyasining shoʻba korxonasi boʻlib, asosiy eʼtibor VRFBlarni ishlab chiqish va tijoratlashtirishga qaratilgan. Ular keng ko'lamli energiya saqlash echimlarini taklif qiladilar va ayniqsa Xitoyda ham, xalqaro bozorlarda ham faoldirlar.
3. Sumitomo Electric Industries
- Manzil: Yaponiya
- Umumiy koʻrinish: Sumitomo Vanadium Redox Flow Battery texnologiyasini ishlab chiqishda muhim ishtirokchi bo'ldi. Kompaniya o'zining VRFB tizimlarini ishlab chiqdi va ularni turli energiya saqlash loyihalarida, xususan, Yaponiya bozorida joriy qildi.
- Manzil: Amerika Qo'shma Shtatlari
- Umumiy koʻrinish:Imergy Power Systems tarmoq miqyosida energiya saqlash uchun vanadiy asosidagi oqim batareyalarini ishlab chiqishga ixtisoslashgan. Kompaniya quyosh va shamol kabi qayta tiklanadigan energiya manbalarini energiya saqlash bilan birlashtirishga qaratilgan.
5. Sivens
- Manzil:Fransiya
- Umumiy koʻrinish: Sivens - energiyani saqlash uchun VRFB tizimlarini ishlab chiqarish bilan shug'ullanadigan frantsuz kompaniyasi. Ular tijorat va sanoat ilovalari uchun tejamkor, uzoq muddatli energiya saqlash yechimlarini ishlab chiqishga e'tibor qaratadi.
- Manzil:Kanada
- Umumiy koʻrinish: VanadiumCorp Resource Inc. Kanadaning tog'-kon va texnologiya kompaniyasi bo'lib, vanadiy qazib olish va VRFB texnologiyasini ishlab chiqishga qaratilgan. Kompaniya vanadiy qazib olish samaradorligini oshirish va VRFB uchun yangi ilovalarni ishlab chiqish ustida ishlamoqda.
7. Energiyani saqlash tizimlari (ESS, Inc.)
- Manzil:Amerika Qo'shma Shtatlari
- Umumiy koʻrinish:ESS Inc. - VRFB ga o'xshash, ammo vanadiy o'rniga temirdan foydalanadigan temir oqimli batareya texnologiyasidan foydalangan holda uzoq muddatli energiya saqlash echimlariga yo'naltirilgan kompaniya. Ular energiyani saqlash uchun keng ko'lamli echimlarni taqdim etadilar, ammo ularning ishi oqim batareyalarining o'sib borayotgan bozorining bir qismidir.
8. CellCube energiya saqlash tizimlari
- Manzil:Avstriya / Kanada
- Umumiy koʻrinish: Gildemeister Energy Storage sho''ba korxonasi CellCube asosiy e'tiborni tarmoq miqyosida saqlash uchun Vanadiy Redoks Flow batareyalarini ishlab chiqarish va joylashtirishga qaratadi. Kompaniya, ayniqsa, Yevropa va Shimoliy Amerikadagi yirik energiya saqlash loyihalarida ishtirok etadi.
9. Qayta tiklanadigan energiya yechimlari (RES guruhi)
- Manzil: Birlashgan Qirollik
- Umumiy koʻrinish:Qayta tiklanadigan energiya manbalarining global o'yinchisi bo'lgan RES Group qayta tiklanadigan manbalar uchun barqaror, keng ko'lamli energiya saqlash echimlarini ishlab chiqish maqsadining bir qismi sifatida vanadiy oqimli batareyalarni energiya tizimlariga integratsiyalash ustida ishlamoqda.
- Manzil:Xitoy
- Umumiy koʻrinish: Pu Neng (PNT) - kichik va katta hajmdagi energiya saqlash echimlari uchun Vanadiy Redoks oqimi batareyalarini ishlab chiqadigan va ishlab chiqaradigan Xitoy kompaniyasi. Ular VRFB larni qayta tiklanadigan energiya tizimlariga integratsiyalashga qaratilgan.
Qiyinchiliklar va kelajak istiqbollari
Vanadiy Redoks Flow batareyalari istiqbolli afzalliklarni taklif qilsa-da, hal qilinishi kerak bo'lgan ba'zi muammolar mavjud:
- ●Vanadiy Redox Flow batareyasi narxi:Vanadiyning narxi va keng ko'lamli VFB tizimlari uchun zarur bo'lgan infratuzilma nisbatan yuqori bo'lishi mumkin. Biroq, texnologiya etuklashgani va vanadiy ishlab chiqarish ko'lami oshgani sayin, xarajatlar kamayishi kutilmoqda.
- ●Energiya zichligi:VFBlar mukammal uzoq muddatli imkoniyatlarga ega bo'lsa-da, ularning energiya zichligi (birlik hajmi yoki og'irligi uchun saqlanadigan energiya miqdori) lityum-ion yoki qattiq holatdagi batareyalarga qaraganda past. Bu ularni bo'sh joy va og'irlik muhim bo'lgan ilovalar uchun kamroq moslashtirishi mumkin.
- ●Samaradorlik: VFBlarning samaradorligi yuqori bo'lsa-da, lityum-ion batareyalarga qaraganda bir oz pastroq. Biroq, materiallar va dizayndagi yaxshilanishlar vaqt o'tishi bilan samaradorlikni oshirishi kutilmoqda.
Xulosa
Vanadiy Redoks Flow Batareyasi energiya saqlashning innovatsion va istiqbolli yechimi bo'lib, keng ko'lamli energiya saqlash tizimlarini inqilob qilish imkoniyatiga ega. Uning kengaytirilishi, uzoq umr ko'rish muddati, xavfsizligi va ekologik toza dizayni uni tarmoqni saqlash, qayta tiklanadigan energiya integratsiyasi va boshqa keng ko'lamli energiya saqlash ilovalari uchun jozibador variantga aylantiradi. Texnologiyaning etuklashishi va xarajatlarning kamayishi natijasida VFBlar kelgusida muhim rol o'ynashi mumkin.barqaror energiya saqlash, yanada chidamli va ishonchli energiya tarmog'ini yaratishga yordam beradi.
Xabar vaqti: 2025 yil 07-yanvar