מוצרים יבשים תשעה סוגים של ניתוח סוללות אחסון אנרגיה וסיכום חסרונות

אגירת אנרגיה מתייחסת בעיקר לאגירת אנרגיה חשמלית. אגירת אנרגיה היא מונח נוסף במאגרי נפט, המייצג את יכולתה של הבריכה לאגור נפט וגז. אגירת אנרגיה עצמה אינה טכנולוגיה מתהווה, אך מנקודת מבט תעשייתית, היא רק צצה ונמצאת בחיתוליה.

עד כה, סין לא הגיעה לרמה שבה ארצות הברית ויפן מתייחסות לאגירת אנרגיה כאל תעשייה עצמאית ומוציאות מדיניות תמיכה מסוימת. במיוחד בהיעדר מנגנון תשלום לאגירת אנרגיה, טרם התגבש מודל המסחור של תעשיית אגירת האנרגיה.

סוללות עופרת משמשות ביישומי אחסון אנרגיה של סוללות בעלות הספק גבוה, בעיקר עבור אספקת חשמל חירום, רכבי סוללה ואחסון עודפי אנרגיה של תחנות כוח. הוא יכול גם להשתמש בסוללות יבשות נטענות בהזדמנויות עם צריכת חשמל נמוכה, כגון סוללות ניקל-מתכת הידריד, סוללות ליתיום-יון וכו'. מאמר זה עוקב אחר העורך כדי להבין את היתרונות והחסרונות של תשעה סוגים של אחסון אנרגיה בסוללה.

1. סוללת עופרת חומצה

יתרון עיקרי:

1. חומרי הגלם זמינים בקלות, והמחיר נמוך יחסית;
2. ביצועי פריקה טובים בקצב גבוה;
3. ביצועי טמפרטורה טובים, יכולים לעבוד בסביבה של -40 ~ +60 ℃;
4. מתאים לטעינה צפה, חיי שירות ארוכים וללא אפקט זיכרון;
5. סוללות משומשות קלות למיחזור, תורמות להגנה על הסביבה.

חסרונות עיקריים:

1. אנרגיה ספציפית נמוכה, בדרך כלל 30-40Wh/kg;
2. חיי השירות אינם טובים כמו של סוללות Cd/Ni;
3. תהליך הייצור קל לזהם את הסביבה וחייב להיות מצויד בשלושה ציוד לטיפול בפסולת.
4. Ni-MH הסוללה

יתרון עיקרי:

1. בהשוואה לסוללות עופרת, צפיפות האנרגיה משתפרת מאוד, צפיפות האנרגיה המשקל היא 65Wh/kg, וצפיפות האנרגיה בנפח גדלה ב-200Wh/L;
2. צפיפות הספק גבוהה, יכול לטעון ולפרוק עם הזרם הגדול;
3. מאפייני פריקה טובים בטמפרטורה נמוכה;
4. חיי מחזור (עד 1000 פעמים);
5. הגנת הסביבה וללא זיהום;
6. הטכנולוגיה בוגרת יותר מסוללות ליתיום-יון.

חסרונות עיקריים:

1. טווח טמפרטורת העבודה הרגיל הוא -15 ~ 40 ℃, והביצועים בטמפרטורה גבוהה גרועים;
2. מתח העבודה נמוך, טווח מתח העבודה הוא 1.0~1.4V;
3. המחיר גבוה יותר מסוללות עופרת וסוללות ניקל-מתכת הידריד, אך הביצועים גרועים יותר משל סוללות ליתיום-יון.
4. סוללת ליתיום יון

יתרון עיקרי:

1. אנרגיה ספציפית גבוהה;
2. פלטפורמת מתח גבוה;
3. ביצועי מחזור טובים;
4. אין אפקט זיכרון;
5. הגנת הסביבה, ללא זיהום; כיום היא אחת מסוללות הכוח הטובות ביותר לרכב חשמלי.
6. קבלי-על

יתרון עיקרי:

1. צפיפות הספק גבוהה;
2. זמן טעינה קצר.

חסרונות עיקריים:

צפיפות האנרגיה נמוכה, רק 1-10Wh/kg, וטווח השיוט של קבלי-על קצר מכדי לשמש כספק כוח מיינסטרים לרכבים חשמליים.

יתרונות וחסרונות של אחסון אנרגיה בסוללה (תשעה סוגים של ניתוח סוללות אחסון אנרגיה)

5. תאי דלק

יתרון עיקרי:

1. אנרגיה ספציפית גבוהה וקילומטראז' נהיגה ארוך;
2. צפיפות הספק גבוהה, יכול לטעון ולפרוק עם הזרם הגדול;
3. הגנת הסביבה, ללא זיהום.

חסרונות עיקריים:

1. המערכת מורכבת, והבשלות הטכנולוגית ירודה;
2. בניית מערכת אספקת המימן בפיגור;
3. ישנן דרישות גבוהות לגופרית דו חמצנית באוויר. בשל זיהום האוויר הביתי החמור, לכלי רכב עם תאי דלק ביתיים אורך חיים קצר.
4. סוללת נתרן גופרית

יתרון:

1. אנרגיה ספציפית גבוהה (תיאורטי 760wh/kg; בפועל 390wh/kg);
2. הספק גבוה (צפיפות זרם פריקה יכולה להגיע ל-200 ~ 300mA/cm2);
3. מהירות טעינה מהירה (30 דקות מלאה);
4. חיים ארוכים (15 שנים; או 2500 עד 4500 פעמים);
5. ללא זיהום, ניתן למחזור (שיעור התאוששות Na, S הוא כמעט 100%); 6. אין תופעת פריקה עצמית, שיעור המרת אנרגיה גבוה;

לא מספיק:

1. טמפרטורת העבודה גבוהה, טמפרטורת הפעולה היא בין 300 ל-350 מעלות, והסוללה זקוקה לכמות מסוימת של חימום ושימור חום בזמן העבודה, וההפעלה איטית;
2. המחיר גבוה, 10,000 יואן לתואר;
3. אבטחה לקויה.

שבע, סוללת זרימה (סוללת ונדיום)

יתרון:

1. פריקה בטוחה ועמוקה;
2. בקנה מידה גדול, גודל מיכל אחסון בלתי מוגבל;
3. יש קצב טעינה ופריקה משמעותי;
4. חיים ארוכים ואמינות גבוהה;
5. ללא פליטה, רעש נמוך;
6. מיתוג טעינה ופריקה מהיר, רק 0.02 שניות;
7. בחירת האתר אינה כפופה למגבלות גיאוגרפיות.

חִסָרוֹן:

1. זיהום צולב של אלקטרוליטים חיוביים ושליליים;
2. חלקם משתמשים בממברנות חילופי יונים יקרות;
3. לשני הפתרונות יש נפח עצום ואנרגיה ספציפית נמוכה;
4. יעילות המרת האנרגיה אינה גבוהה.
5. סוללת ליתיום-אוויר

פגם קטלני:

תוצר התגובה המוצק, ליתיום אוקסיד (Li2O), מצטבר על האלקטרודה החיובית, חוסם את המגע בין האלקטרוליט לאוויר, וגורם להפסקת הפריקה. מדענים מאמינים שלסוללות ליתיום-אוויר יש ביצועים פי עשרה מסוללות ליתיום-יון ומספקות את אותה אנרגיה כמו בנזין. סוללות ליתיום-אוויר טוענות חמצן מהאוויר כך שהסוללות יכולות להיות קטנות וקלות יותר. מעבדות רבות ברחבי העולם חוקרות את הטכנולוגיה הזו, אך עשויות לקחת עשר שנים להגיע למסחור אם לא תהיה פריצת דרך.

9. סוללת ליתיום גופרית

(סוללות ליתיום גופרית הן מערכת מבטיחה לאחסון אנרגיה בעלת קיבולת גבוהה)

יתרון:

1. צפיפות אנרגיה גבוהה, צפיפות האנרגיה התיאורטית יכולה להגיע ל-2600Wh/kg;
2. עלות נמוכה של חומרי גלם;
3. פחות צריכת אנרגיה;
4. רעילות נמוכה.

למרות שחקר סוללות ליתיום-גופרית עבר עשרות שנים והישגים רבים הושגו בעשר השנים האחרונות, יש עוד דרך ארוכה לעבור מיישום מעשי.