바나듐 흐름 배터리가 유틸리티 규모의 에너지 저장의 미래 일 수있는 이유

신 에너지 시스템 바나듐 흐름 배터리는 국가 신 재생 에너지에서 테스트되고… 실험실(2019).

인비니티 에너지 시스템

올해 초 캘리포니아 에너지위원회는 장기 에너지 저장 장치의 배치를위한 연구 프로젝트에 자금을 지원하기 위해 2 천만 달러의 권유를 발표했습니다. 목표는 장기 에너지 저장(10 시간 이상)이 2045 년까지 전기 부문을 탈탄소화하라는 국가의 명령을 충족시키는 데 도움이 될 수있는 역할에 대한 명확한 이해를 개발하는 것이 었습니다. 리튬 이온 배터리는 권유에서 제외되었습니다.

본 연구소는 북미 및 영국에 본사를 둔 인비니티 에너지 시스템의 바나듐 흐름 배터리를 통합한 4 개의 에너지 저장 프로젝트를 선정했다. 네 개의 사이트는(태양 광 등)전력을 자체 생성 할 어떤 경우에는 오프 그리드를 작동 할 수있는 능력을 가지고 모든 상업 또는 산업 시설이다. 인비니티스의 총 범위는 4 개의 프로젝트에 걸쳐 7.8 메가와트시(백만와트)의 배터리입니다. 목표의 일부는 그리드 정전 동안 전원 공급 장치의 중단을 피하기 위해 오랜 기간 동안 이러한 시설을 그리드 밖으로 가져갈 수 있도록하는 것입니다.

는 무엇이고,더 편재하는 리튬 이온 건전지와 어떻게 다릅니까? 이러한 질문에 답하고 인비니티 에너지 시스템에 대한 자세한 내용을 보려면,이번 주 나는 인비니티스의 최고 상업 책임자와 공동 설립자,매트 하퍼와 조 워딩 턴,회사의 커뮤니케이션 이사와 이야기했다.

매트는 훈련을 통해 기계 엔지니어,그는 25 년 동안 청정 에너지 기술을 구축 한 것을 설명했다. 지난 15 년 동안 그는 플로우 배터리를 개발해 왔습니다.

바나듐은 4 개의 다른 산화 국가에서 일반적으로 존재할 수 있는 성분입니다. 그것은 단지 그것이 다른 전하를 가진 이온으로 존재할 수 있다는 것을 의미합니다. 예를 들어,3 개의 전자가 없는 바나듐 이온은 3+의 전하를 가질 것이다. 여기에 전자를 더하면 2+이온으로 변환됩니다. 이 전자의 전달은 전지의 바나듐 이온이 2+에서 5+로 스윙함에 따라 충전 및 방전을 만드는 것입니다.

이것은 리튬이온이 충전 및 방전할 때마다 캐소드에 리튬 금속을 도금 및 고갈시킨다는 점에서 리튬 이온 배터리와 다르다. 이 반응은 거의 완전히 가역적이지만 수천 사이클 후에 성능이 저하되고 성능이 저하됩니다.

물 속에 용해되고 양성자 교환막으로 분리된 두 개의 전해질 탱크로 구성된다. 두 전해질 모두 바나듐 기반입니다. 배터리가 충전 및 방전됨에 따라 바나듐 이온은 단순히 산화 상태 사이에서 이동합니다. 매트에 따르면,이 전하를 보유 할 수있는 바나듐 용액의 능력의 저하없이 수십 년 동안 측정 된 시간 동안 수만 번을 수행 할 수 있습니다.

그들은 10-20 년마다 이온 종이 교차하는 막은 교체가 필요할 것으로 추정합니다. 다시 말하지만,이것은 전체 배터리를 교체해야 할 리튬 이온 배터리와 다릅니다. 그들은 이것을 자동차의 유지 보수와 비교했습니다. 매트는 30 년 이상의 충전 및 방전 사이클링을 수행 한 현장에서 제품을 보유하고 있다고 지적했습니다.

리튬 이온 배터리는 에너지 밀도에 이점이 있습니다. 그러나 그리드 스케일 저장 용 리튬 이온 배터리에 비해 화재 위험이 없습니다. 리튬 이온 배터리는 더 멀리 떨어져 있거나 충분한 화재 진압을해야합니다. 따라서 리튬보다 더 단단히 포장 할 수 있으므로 그리드 스케일 작동을위한 풋 프린트가 비슷합니다.

비용과 관련하여 인비니티에서는 배터리를 산업시장에 리튬이온과 같은 야구장에서 판매한다고 보고했다. 인비니티비비트의 장점은 단일 디바이스가 제공할 수 있는 수십 년간의 서비스 때문에 시간이 지남에 따라 평준화된 비용에서 비롯됩니다. 20 년 동안 매일 여러 번의 전체 사이클을 충전 및 방전 할 수 있습니다. 비록 당신이 얻을 수 있습니다 수천 사이클 리튬 이온 배터리,유틸리티 또는 상용 스토리지 응용 프로그램에 대 한 일일 사이클링 필요한 리튬 이온 이점을 제공 하기에 충분 하지 않을 수 있습니다.

인비니티스의 핵심 기술인”셀 스택”은 캐나다 밴쿠버에서 개발 및 제조되고 있습니다. 이 회사는 또한 금속 인클로저를 수행하는 중국에 공급 업체가있다. 그러나 최종 조립은 설치 규모로 인해 프로젝트가 전달되는 위치에 최대한 가깝게 수행됩니다.

Invinity 는 상업적인 응용 프로그램의 VFBs 에 설치되는 40 개 이상의 사이트에서 유럽,북아메리카,아프리카,아시아 및 호주에 있습니다. 다음은 2 년 동안 운영되어 온 중국의 2 백만 화력 발전 프로젝트입니다.

2 중국 황하 하이드로에 설치.

인비니티 에너지 시스템.

나는 이 공간에서 경쟁자들과 어떤 신성을 다르게 하느냐고 물었다. 매트는 인비니팀이 취한 접근 방식은 화학의 기초를 가지고 턴키 제품으로 제공하는 것이라고 말했습니다. 그들은 높은 볼륨 가격을 내리고 좋은 품질 관리를 얻기 위하여 제조를 의지했습니다. 일부 제조업체는 생산을 표준화하지 않았기 때문에 저비용 제품을 제공 할 수 없었습니다. 인비니티스는 2017 년부터 약 250 개의 모듈을 생산해 왔으며,현재 영국 옥스퍼드 에너지 슈퍼허브의 일부인 162 개의 모듈을 보유하고 있다.

현재 브이 플로우 배터리의 상용 응용이 있습니다. 초점은 최고 관세 기간,그리드 규모 세대의 공정한 비트 및 개인이 항상 또는 정전시 오프 그리드가되고 싶어하는 독립형 마이크로 그리드를 상쇄하는 상업용/산업용 애플리케이션에 있습니다.

마지막으로 바나듐 공급에 대해 물었습니다. 나는 바나듐이 지구의 지각에서 13 번째로 가장 풍부한 금속 원소라는 것을 배웠다. 그것은 구리 보다는 더 풍부합니다. 또한,배터리에서 바나듐의 공급은 바나듐 이온이 산화 상태 사이에서 이동함에 따라 실질적으로 끝없이 재활용 될 수 있으며,파괴되거나 분해되지 않는다. 바나듐 전해질은 무한히 재사용할 수 있을 뿐만 아니라,인비니티스의 비비니티스의 균형은 거의 전적으로 강철 및 가정용 플라스틱과 같은 일반적인 재료로 만들어져있어 쉽게 재활용할 수 있습니다.

미국에 있는 큰 바나듐 자원이 있습니다 현재,공급의 90%는 강철 제조로 들어갑니다. 그래서 중국과 같은 철강 생산 지역은 현재 바나듐의 가장 큰 생산국입니다.

결론적으로,매트는 리튬 이온 배터리가 에너지 저장이 유익 할 수 있음을 입증했으며,브이에프에스비스가 발전으로 이익을 얻었다고 인정했다. 그는 리튬 이온 배터리는 2~4 시간의 에너지를 1 년에 50 번 저장하는 데 적합하지만,예를 들어 24 시간 내내 태양 에너지를 사용할 수 있도록 노력할 때 매일 에너지가 필요한 장기간 응용 분야에서 빛을 발한다고 덧붙였다.

그러나 특정 기술,특히 그리드 스토리지가 거의 독점적으로 해외에서 제조되는 리튬 이온 배터리와 같은 기술에 대한 집중은 우려 사항입니다. 그래서,브이에프에스는 리튬 이온 배터리보다 더 적합 아마도 시장에 지시,제조 위치 모두에서 저장 공간에서 다양 화를 제공합니다.

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