Proč Vanadové Průtokové Baterie Může Být Budoucnost Utility-Scale Skladování Energie

O Invinity Energetické Systémy vanadové průtokové baterie testovány na Národní Obnovitelných zdrojů Energie … Laboratoř (2019).

Invinity Energetických Systémů,

Začátkem tohoto roku, Kalifornie Energetická Komise (CEC) vydala 20 milionů dolarů výzvu na financování výzkumných projektů pro nasazení dlouhodobé skladování energie. Cílem bylo vyvinout jasné pochopení úlohy, kterou může dlouhodobé skladování energie (10 hodin nebo více) hrát při plnění mandátů státu dekarbonizovat odvětví elektřiny do roku 2045. Lithium-iontové baterie byly z žádosti vyloučeny.

CEC vybrala čtyři projekty skladování energie zahrnující vanadové průtokové baterie (“VFBs”) ze Severní Ameriky a Spojeného království Ininity Energy Systems plc. Čtyři místa jsou všechna komerční nebo průmyslová zařízení, která chtějí samostatně vyrábět energii (jako je solární) a v některých případech mají schopnost pracovat mimo síť. Celkový rozsah baterií Invinity je 7,8 megawatthodin (MWh) napříč čtyřmi projekty. Součástí cíle je schopnost odstavit tato zařízení z sítě na delší dobu, aby nedošlo k přerušení jejich napájení během výpadků sítě.

co je VFB a jak se liší od všudypřítomné lithium-iontové baterie? Odpovědět na tyto otázky a dozvědět se více o Invinity Energetických Systémů, tento týden jsem mluvil s Invinity je Obchodní ředitel a spoluzakladatel, Matt a Joe Harper Worthington, společnost Ředitel Komunikace.

Matt je strojním inženýrem a vysvětlil, že 25 let buduje technologii čisté energie. Posledních 15 let vyvíjí průtokové baterie.

vanad je prvek, který může běžně existovat ve čtyřech různých oxidačních stavech. To jen znamená, že může existovat jako ion s různými náboji. Například vanadový ion, kterému chybí tři elektrony, by měl náboj V3+. Pokud k němu přidáte elektron, převede se na iont V2+. Tento přenos elektronů tam a zpět je to, co dělá vfbs náboj a výboj, protože ionty vanadu v baterii se pohybují od V2+ do V5+.

To se liší od lithium-iontových baterií v tom, že pokaždé, když lithium-poplatky za vypouštění je pokovování a deplating kovové lithium na katodě. I když je tato reakce téměř zcela reverzibilní, povede po několika tisících cyklech k degradaci a výkon se sníží.

VFB se skládá ze dvou nádrží elektrolytu rozpuštěných ve vodě a oddělených membránou pro výměnu protonů. Oba elektrolyty jsou na bázi vanadu. Jak jsou baterie nabíjeny a vybíjeny, ionty vanadu se jednoduše pohybují mezi oxidačními stavy. Podle Matta, to může být provedeno desetitisíckrát za časové období měřené v desetiletích, bez degradace schopnosti roztoků vanadu držet náboj.

odhadují, že každých 10-20 let bude membrána, kterou iontový druh překročí, vyžadovat výměnu. Opět je to na rozdíl od lithium-iontové baterie, kde by bylo třeba vyměnit celou baterii. Přirovnali to k údržbě automobilu. Matt uvedl, že mají produkty v oboru, které provedly více než 30 let nabíjení a vybíjení na kole.

Li-ion baterie mají výhodu v hustotě energie, a proto jsou VfB zaměřeny na stacionární aplikace. Ve srovnání s Li-ion bateriemi pro ukládání v mřížce však u VFBs neexistuje žádné riziko požáru. Li-ion baterie musí být od sebe vzdáleny nebo musí mít dostatečné potlačení požáru. VfB tak mohou být baleny těsněji než lithium, takže stopa pro provoz v mřížce je srovnatelná.

pokud Jde o náklady, Invinity zprávy, že oni prodávat jejich baterie za cenu ve stejném ballpark jako Li-ion za MWh pro průmyslový trh. Výhoda VfB společnosti Invinity přichází v vyrovnaných nákladech v průběhu času kvůli desetiletím služeb, které může jedno zařízení dodat. VFBs může nabíjet a vybíjet více plných cyklů denně po dobu 20 let. I když může mít tisíce cyklů s Li-ion baterií, pro utility nebo komerční aplikace, úložiště, kde je každodenní jízda na kole je potřeba to nemusí být dost na to, dát Li-ion výhodu.

základní technologie Invinity – “cell stack” v jádru VfB – je vyvinuta a vyrobena ve Vancouveru v Kanadě. Společnost má také dodavatele v Číně, který dělá kovové kryty. Konečná montáž se však provádí co nejblíže místu, kde jsou projekty dodávány vzhledem k velikosti zařízení.

Invinity má komerční aplikace svých VfB instalovaných na více než 40 místech po celé Evropě, Severní Americe, Africe, Asii a Australasii. Níže je uveden Projekt 2 MWh v Číně, který je v provozu dva roky.

2 Instalace MWh v Huanghe Hydro v Číně.

Invinity Energy Systems.

zeptal jsem se, co Invinity dělá jinak než konkurence v tomto prostoru. Matt mi řekl, že přístup, který Invinity přijal, byl vzít základy chemie a dodat je jako produkt na klíč. Spoléhali se na velkoobjemovou výrobu, aby snížili cenu a získali dobrou kontrolu kvality. Někteří výrobci VFB nemohli dodat levný produkt, protože standardizovali výrobu. Invinity bylo vyrobeno asi 250 modulů od roku 2017, a oni jsou v současné době buduje stránky, část Energie Superhub Oxfordu ve velké BRITÁNII, která bude mít 162 moduly.

v současné době existují komerční aplikace v-flow baterií. Důraz je kladen na komerční/průmyslové aplikace, které jsou kompenzace vrcholu celní období, spravedlivý trochu v grid-scale generace, a také samostatný microgrids, kde jednotlivci chtějí být off-grid celou dobu, nebo během výpadku proudu.

nakonec jsem se zeptal na dodávku vanadu. Dozvěděl jsem se, že vanad je 13. nejhojnějším kovovým prvkem v zemské kůře. Je hojnější než měď. Dále lze dodávku vanadu v baterii recyklovat prakticky donekonečna, protože ionty vanadu se pohybují mezi oxidačními stavy a nejsou zničeny ani degradovány. Kromě toho, že vanadový elektrolyt je nekonečně opakovaně použitelný, je rovnováha VfB Invinity vyrobena téměř výhradně z běžných materiálů, jako je ocel a plasty pro domácnost, které lze snadno recyklovat.

v USA jsou v současné době velké zdroje vanadu, 90% dodávek jde do výroby oceli. Regiony produkující ocel, jako je Čína, jsou tedy v současné době největšími producenty vanadu.

na závěr Matt uznal, že Li-ion baterie prokázaly, že skladování energie může být ziskové, a VfB těží z pokroku. Dodal, že Li-ion baterie jsou ideální pro skladování 2-4 hodiny energie 50 krát za rok, ale VFBs lesk v dlouhodobém trvání aplikace, kde je zapotřebí energie každý den; například, když se snaží, aby se solární energie k dispozici na vyžádání kolem hodiny.

Ale koncentrace kolem konkrétní technologie — zejména ten, jako je Li-ion baterie, která na síťové úložiště se vyrábí téměř výhradně na moři — je starost. VfB tedy nabízejí diverzifikaci v úložném prostoru, a to jak ve výrobním místě, tak i na trhu, který je možná vhodnější než u Li-ion baterií.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.