鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:493次 | 2023年07月06日
新型低成本液流電池可穩(wěn)定電網(wǎng)
采用液流電池,混合電解質(zhì)和儲能材料,儲存在巨大的容器中,然后再抽進(jìn)一個設(shè)備,出現(xiàn)電流。有一家新創(chuàng)公司,名為普里默斯電力公司(PrimusPower),已收到1100萬美元的風(fēng)險資本,幫助它制造第一款全尺寸型號的新型低成本液流電池(flowbattery)。這家公司較早獲得的1800萬美元,是來自多方面政府補(bǔ)助。這種電池的目的是協(xié)助穩(wěn)定電網(wǎng),使電力更便宜,而且使公用事業(yè)機(jī)構(gòu)更容易整合間歇性的可再生能源電力,比如風(fēng)能和太陽能。
高壓攻勢:普里默斯電力公司(PrimusPower)展示其部分新型液流電池單元。公司仍然緘口不言有關(guān)該系統(tǒng)的許多細(xì)節(jié),因為它在開發(fā)首款全尺寸的電池。來源:麻省理工科技創(chuàng)業(yè)
普里默斯電力公司試圖克服一個基本問題,這個問題一直困擾著液流電池。這項技術(shù)至少在理論上,可能是最便宜的一種電網(wǎng)存儲形式,因為它要廉價而豐富的材料。但在實踐中,液流電池非常昂貴,部分是因為它們都是大型的,必須現(xiàn)場定制。普里莫斯公司希望繞過這一點(diǎn),采用新的設(shè)計,以便可在廠大規(guī)模生產(chǎn)。
對這種電池的需求一直在新增,因為公用事業(yè)公司估計,需求上升可能會使電網(wǎng)超負(fù)荷。此外,許多州,尤其是加利福尼亞州,要求使用大量的可再生能源,但由于這種形式的能源是間歇性的,因此公用事業(yè)公司很難維持所需供求匹配,以防止停電。
這些電池甚至可以平衡這些供求高峰,因為它可以快速充電,或向電網(wǎng)供電,防止停電,減少所需的新電源線。但是,它們太昂貴,不能普遍使用。在幾乎所有情況下,更便宜的都是安裝新的電源線,或使用天然氣發(fā)電廠,彌補(bǔ)功率輸出的變化,這種變化來自太陽能和風(fēng)能電廠。雖然普里莫斯電力公司的技術(shù)仍然過于昂貴,難以解決電網(wǎng)能源儲存的所有問題,但是,它會有很多用途。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
采用液流電池,就要混合電解質(zhì)和儲能材料,儲存在巨大的容器中,有的容器會大到10米高,20米寬,然后再抽進(jìn)一個設(shè)備,以出現(xiàn)電流。由于液流電池使用廉價的材料,如基于水的電解質(zhì),而儲能材料的制備也是采用豐富的材料,如鐵和鋅,因此,最初的高成本可能降下來,一旦制造足夠多的電池,就會這樣,哈萊西卡馬斯(HareshKamath)說,他是電力科學(xué)研究院(ElectricPowerResearchInstitute)能源存儲高級項目經(jīng)理,這是一家非營利性研究機(jī)構(gòu),受到電力行業(yè)的支持。但到目前為止,高成本的初始示范項目已窒息了投資。
普里莫斯電力公司正在取代大型儲存容器,采用的電池尺寸就像熱水箱。這種方法犧牲了大型儲存容器的一些潛在節(jié)支,但它遠(yuǎn)遠(yuǎn)彌補(bǔ)了這一點(diǎn),因為節(jié)約可來自廠大規(guī)模生產(chǎn),普里莫斯公司首席執(zhí)行官湯姆斯泰品(TomStepien)說。
這家公司也在利用新的鋅基儲能材料,更好的設(shè)計可以提高電池功率輸出約4至5倍。這些變化將帶來更小、更便宜的電池,使用更少的材料,并且很容易安裝在公用事業(yè)機(jī)構(gòu)現(xiàn)有的設(shè)備中,如變電站中。這一系統(tǒng)存放在集裝箱內(nèi),攜帶方便。這可以成為一種實用工具,因為公用事業(yè)機(jī)構(gòu)要電池系統(tǒng)是暫時的,它們也在等待新的電源線安裝。其他一些公司也致力于模塊化系統(tǒng),但這些仍在使用相對較大的組件,每個可以供應(yīng)1兆瓦或更多。普里莫斯電力公司正在采取進(jìn)一步措施,其電池體積更小,每個僅供應(yīng)20千瓦。
普里莫斯電力公司聯(lián)合了20家其他公司,它們都在努力制造更便宜的液流電池。它的目標(biāo)是達(dá)到成本接近每千瓦時存儲容量500美元。(至少要一年之后,這家公司才可以舉出堅實的成本數(shù)字,斯泰品說。)這將遠(yuǎn)低于迄今的制作成本,卡馬斯說。這些公司常常不披露其成本,但他估計,很多都超過每千瓦時2000美元。在每千瓦時500美元,電池就足夠便宜,可廣泛用于電網(wǎng),進(jìn)行很多應(yīng)用,比如推遲電源線建設(shè),卡馬斯說。這也將大大便宜于該技術(shù)的重要競爭對手,就是現(xiàn)在的鋰離子電池,后者成本約每千瓦時1000美元,他說。但它仍然過于昂貴,難以滿足美國能源部的目標(biāo),這一目標(biāo)是,能源存儲系統(tǒng)成本要低于每千瓦時100美元。
假如液流電池供電可便宜至每千瓦時100美元,它們就會成為一個更便宜的選擇,有關(guān)公用事業(yè)機(jī)構(gòu)而言,就會勝過開設(shè)新的化石燃料為基礎(chǔ)的發(fā)電廠,可以抵消日常波動的風(fēng)力或太陽能發(fā)電,卡馬斯說。普里莫斯電力公司最近獲得了一項資助,是來自美國能源部高級研究計劃局能源處(DOE'sAdvancedResearchProjectsAgencyforEnergy),用以開發(fā)這種低成本電池,但這將是一種不同的設(shè)計,不同于公司目前正在擴(kuò)大規(guī)模的那種,這家公司還沒有太多談?wù)撍?/p>
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
許多其他的實驗存儲技術(shù)正在開發(fā),以實現(xiàn)這樣的低成本。一種半固態(tài)液流電池技術(shù)正在開發(fā),開發(fā)者是一家新創(chuàng)公司,名為24M公司,使用的是濃度高得多的儲能材料,在電解質(zhì)中,這就意味著它們可以存儲10倍之多的能量,這是比較常規(guī)液流電池而言。有家新創(chuàng)公司名為液態(tài)金屬電池公司(LiquidMetalBattery),這家公司正在商業(yè)化一種電池,所用電極和電解質(zhì)的制備,采用了熔融金屬和鹽。