Hvorfor Vanadium Flow Batterier Kan Være Fremtiden For Utility-Skala Energilagring

Et Invinity Energy Systems vanadium flow batteri blir testet På National Renewable Energy … Laboratorium (2019).

Invinity Energy Systems

Tidligere I år publiserte California Energy Commission (CEC) en $ 20 millioner oppfordring til å finansiere forskningsprosjekter for distribusjon av langvarig energilagring. Målet var å utvikle en klar forståelse av hvilken rolle langvarig energilagring (10 timer eller mer) kan spille for å bidra til å møte statens mandater til å avkarbonisere elektrisitetssektoren innen 2045. Litium-ion-batterier ble ekskludert fra oppfordringen.

CEC valgte fire energilagringsprosjekter som inkluderte vanadium flow batteries (“VFBs”) Fra Nord-Amerika og UK-baserte Invinity Energy Systems plc. De fire områdene er alle kommersielle eller industrielle anlegg som ønsker å selv generere kraft (som solenergi) og i noen tilfeller har evnen til å operere off-grid. Invinity totale omfang er 7,8 megawatt-timer (MWh) batterier på tvers av de fire prosjektene. En del av målet er å kunne ta disse anleggene off-grid over lengre tid, for å unngå avbrudd i strømforsyningen under strømbrudd.

Hva ER EN VFB, og hvordan skiller den seg fra det mer allestedsnærværende litiumionbatteriet? For å svare på disse spørsmålene og lære mer om Invinity Energy Systems, snakket jeg denne uken Med Invinity ‘ S Chief Commercial Officer Og medstifter, Matt Harper og Joe Worthington, Selskapets Kommunikasjonsdirektør.

Matt er en mekanisk ingeniør ved trening, og han forklarte at han har bygget ren energiteknologi i 25 år. I de siste 15 årene har han utviklet flytbatterier.

Vanadium Er et element som ofte kan eksistere i fire forskjellige oksidasjonstilstander. Det betyr bare at det kan eksistere som en ion med forskjellige kostnader. For eksempel vil en vanadiumion som mangler tre elektroner ha en ladning På V3+. Hvis du legger til et elektron til Det, konverterer Det Til En V2 + ion. Denne overføringen av elektroner frem og tilbake er det som gjør VFBs ladning og utladning, da vanadiumioner i batteriet svinger Fra V2 + Til V5+.

dette skiller seg fra litium-ion-batterier ved at hver gang litium lader og utladninger det er plating og tappe litiummetall på katoden. Selv om denne reaksjonen er nesten helt reversibel, vil den føre til nedbrytning etter noen få tusen sykluser og ytelsen vil redusere.

en VFB består av to tanker med elektrolytt oppløst i vann og separert av en protonutvekslingsmembran. Begge elektrolyttene er vanadiumbaserte. Når batteriene er ladet og utladet, blir vanadiumioner ganske enkelt flyttet mellom oksidasjonstilstander. Ifølge Matt kan dette gjøres titusenvis av ganger over en tidsperiode målt i flere tiår, uten nedbrytning i vanadiumløsningens evne til å holde ladning.

de anslår at hvert 10-20 år vil membranen som den ioniske arten krysser over, kreve en erstatning. Igjen er dette i motsetning til et litiumionbatteri der hele batteriet må byttes ut. De sammenlignet dette med vedlikehold på en bil. Matt indikerte at de har produkter i feltet som har gjort mer enn 30 år med lading og utlading sykling.

Li-ion-batterier har en fordel i energitetthet, og Derfor blir Vfber målrettet for stasjonære applikasjoner. Men sammenlignet Med Li-ion-batterier for lagring av nettskala, er det ingen brannrisiko med VFBs. Li-ion-batterier må være plassert lenger fra hverandre eller ha tilstrekkelig brannslukking. Dermed Kan VFBs pakkes strammere enn litium, slik at fotavtrykket for nettskalaoperasjon er sammenlignbart.

Når Det gjelder kostnaden, Rapporterer Invinity at de selger sine batterier til en pris i samme ballpark som Li-ion per mwh for industrimarkedet. Fordelen Med Invinity ‘ S VFB kommer i den utjevnede kostnaden over tid på grunn av tiår med service en enkelt enhet kan levere. VFBs kan lade og lade ut flere fulle sykluser daglig i 20 år. Selv om du kan få tusenvis av sykluser med Et Li-ion-batteri, for et verktøy eller kommersiell lagringsapplikasjon der daglig sykling er nødvendig, er Det kanskje ikke nok Til Å gi Li-ion fordelen.

Invinitys kjerneteknologi – “cellestakken” i kjernen AV VFB – er utviklet og produsert I Vancouver, Canada. Selskapet har også en leverandør I Kina som gjør metallkapslinger. Sluttmontering gjøres imidlertid så nært som mulig der prosjekter leveres på grunn av størrelsen på installasjonene.

Invinity har kommersielle applikasjoner av Sine Vfber installert på mer enn 40 steder over Hele Europa, Nord-Amerika, Afrika, Asia og Australasia. Nedenfor er et 2 MWh-prosjekt I Kina som har vært i drift i to år.

2 mwh installasjon Ved Huanghe Hydro I Kina.

Invinity Energisystemer.

jeg spurte hva Invinity gjør annerledes enn konkurrenter i dette rommet. Matt fortalte meg at Tilnærmingen Som Invinity tok var å ta grunnleggende kjemi og levere dem som et nøkkelprodukt. De stolte på høyvolumproduksjon for å få prisen ned og få god kvalitetskontroll. NOEN vfb-produsenter kunne ikke levere lavprisprodukt fordi de ikke standardiserte produksjonen. Invinity har produsert ca 250 moduler siden 2017, og de bygger for tiden et nettsted, en del Av Energy Superhub Oxford I STORBRITANNIA, som vil ha 162 moduler.

det er for tiden kommersielle anvendelser Av v flow batterier. Fokuset er på kommersielle / industrielle applikasjoner som utligner topptariffperioder, en god del i generering av nettskala, og også frittstående mikronett hvor enkeltpersoner vil være off-grid hele tiden eller under strømbrudd.

Til Slutt spurte Jeg om tilførsel av vanadium. Jeg lærte at vanadium er det 13. mest tallrike metalliske elementet i jordskorpen. Det er mer rikelig enn kobber. Videre kan tilførselen av vanadium i batteriet resirkuleres praktisk talt uendelig ettersom vanadiumioner flyttes mellom oksidasjonstilstander, og ikke ødelegges eller degraderes. I tillegg til at vanadiumelektrolytten er uendelig gjenbrukbar, er Balansen Mellom Invinity ‘ S VFB laget nesten utelukkende av vanlige materialer, som stål og husholdningsplast, som lett kan resirkuleres.

det er store vanadiumressurser I USA i dag går 90% av forsyningen til stålproduksjon. Så, stålproduserende regioner Som Kina er for tiden de største produsentene av vanadium.

I konklusjonen, matt erkjent At Li-ion-batterier har vist at energilagring kan være lønnsomt, Og VFBs har dratt nytte av fremdriften. Han la til At Li-ion-batterier er gode for lagring av 2-4 timers energi 50 ganger i året, men VFBs skinner i langvarige applikasjoner der energi kreves hver dag; for eksempel når du prøver å gjøre solenergi tilgjengelig på forespørsel døgnet rundt.

men konsentrasjon rundt en bestemt teknologi-spesielt En Som Li-ion-batteriet som for nettlagring produseres nesten utelukkende offshore — er en bekymring. Så, VFBs tilbyr diversifisering i lagringsplassen, både i produksjonsstedet, og rettet mot et marked som kanskje passer bedre enn For Li-ion-batterier.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.