SISTEMA DI ENERGIA SOLARE TUTTU IN UNU DKSESS 100KW OFF GRID/HYBRID

Paragone di e batterie in u sistema di almacenamiento di energia
L'accumulazione d'energia di tipu batteria hè un accumulazione d'energia chimica. Pò esse divisa in batteria à piombu-acidu, batteria à litiu, batteria à nichel-idrogenu, batteria à flussu di liquidu (batteria à vanadiu), batteria à zolfu di sodiu, batteria à piombu-carbonu, ecc. secondu u tipu di batteria scelta.

1. Batteria à piombu-acidu
E batterie à piombu-acidu includenu colloidi è liquidi (a cusì detta batteria à piombu-acidu ordinaria). Quessi dui tipi di batterie sò aduprati secondu e diverse regioni. A batteria colloidale hà una forte resistenza à u fretu, è a so efficienza energetica di travagliu hè assai megliu cà quella di a batteria liquida quandu a temperatura hè inferiore à 15 ° C, è e so prestazioni d'isolamentu termicu sò eccellenti.

A batteria colloidale à piombu-acidu hè una migliurazione di a batteria cumuna à piombu-acidu cù elettrolitu liquidu. L'elettrolitu colloidale hè adupratu per rimpiazzà l'elettrolitu di l'acidu sulfuricu, chì hè megliu cà a batteria cumuna in termini di sicurezza, capacità di almacenamentu, prestazioni di scarica è durata di serviziu. A batteria colloidale à piombu-acidu adotta un elettrolitu in gel, è ùn ci hè micca liquidu liberu à l'internu. Sottu à u listessu vulume, l'elettrolitu hà una grande capacità, una grande capacità termica è una forte capacità di dissipazione di u calore, chì pò evità u fenomenu di fuga termica di e batterie generali; A currusione di a piastra di l'elettrodu hè debule per via di a bassa cuncentrazione di elettroliti; A cuncentrazione hè uniforme è ùn ci hè micca stratificazione di l'elettroliti.

Una batteria à piombu-acidu ordinaria hè un tipu di batteria chì l'elettrodu hè principalmente fattu di piombu è di u so ossidu, è l'elettrolitu hè una soluzione d'acidu sulfuricu. In u statu di scarica di a batteria à piombu-acidu, u cumpunente principale di l'elettrodu pusitivu hè u diossidu di piombu, è u cumpunente principale di l'elettrodu negativu hè u piombu; In u statu di carica, i cumpunenti principali di l'elettrodi pusitivi è negativi sò u sulfatu di piombu. A tensione nominale di una batteria à piombu-acidu à una sola cellula hè 2,0 V, chì pò esse scaricata à 1,5 V è caricata à 2,4 V; In l'applicazione, sei batterie à piombu-acidu à una sola cellula sò spessu aduprate in serie per furmà una batteria à piombu-acidu nominale di 12 V, è ancu 24 V, 36 V, 48 V, ecc.

I so vantaghji includenu principalmente: sigillatura sicura, sistema di liberazione di l'aria, manutenzione simplice, longa vita di serviziu, qualità stabile, alta affidabilità è senza manutenzione; U svantaghju hè chì l'inquinamentu da piombu hè grande è a densità di energia hè bassa (vale à dì, troppu pesante).

2. Batteria à u litiu
"Batteria à u litiu" hè un tipu di batteria cù litiu metallicu o lega di litiu cum'è materiale catodicu è una suluzione elettrolitica non acquosa. Hè divisa in duie categurie: batteria à u litiu metallicu è batteria à ioni di litiu.

A batteria à u litiu metallicu generalmente usa u diossidu di manganese cum'è materiale catodicu, u litiu metallicu o a so lega metallica cum'è materiale catodicu, è usa una suluzione elettrolitica non acquosa. E batterie à ioni di litiu generalmente utilizanu ossidi metallichi in lega di litiu cum'è materiali catodici, grafite cum'è materiali catodici è elettroliti non acquosi. E batterie à ioni di litiu ùn cuntenenu micca litiu metallicu è ponu esse ricaricate. A batteria à u litiu chì usemu in l'accumulazione di energia hè una batteria à ioni di litiu, chjamata "batteria à u litiu".

E batterie à u litiu aduprate in u sistema di accumulazione d'energia includenu principalmente: batteria à u fosfatu di litiu-ferru, batteria à u litiu ternaria è batteria à u manganatu di litiu. A batteria unica hà alta tensione, larga gamma di temperature di funziunamentu, alta energia specifica è efficienza, è bassa autoscarica. A sicurezza è a durata ponu esse migliurate aduprendu circuiti di prutezzione è di equalizazione. Dunque, cunsiderendu i vantaghji è i svantaghji di varie batterie, e batterie à u litiu sò diventate a prima scelta per e centrale elettriche di accumulazione d'energia per via di a so catena industriale relativamente matura, sicurezza, affidabilità è rispettu di l'ambiente.

I so principali vantaghji sò: longa vita di serviziu, alta densità di energia di almacenamentu, pesu ligeru è forte adattabilità; I svantaghji sò scarsa sicurezza, facile splusione, costu elevatu è cundizioni d'usu limitate.

Fosfatu di litiu-ferru
A batteria à u fosfatu di litiu-ferru si riferisce à a batteria à ioni di litiu chì usa u fosfatu di litiu-ferru cum'è materiale catodicu. I materiali catodici di e batterie à ioni di litiu includenu principalmente cobalatu di litiu, manganatu di litiu, ossidu di nichel di litiu, materiali ternari, fosfatu di litiu-ferru, ecc. U cobalatu di litiu hè u materiale catodicu utilizatu da a maiò parte di e batterie à ioni di litiu.

U fosfatu di litiu-ferru cum'è materiale per batterie di putenza à u litiu hè apparsu solu in l'ultimi anni. Hè in u 2005 chì una batteria di fosfatu di litiu-ferru di grande capacità hè stata sviluppata in Cina. E so prestazioni di sicurezza è a so durata di vita sò incomparabili cù altri materiali. A durata di vita di a carica è di a scarica 1C righjunghje 2000 volte. A tensione di sovraccarica di una sola batteria hè di 30V, chì ùn brusgiarà è a perforazione ùn esploderà. E batterie à ioni di litiu cù grande capacità fatte di materiali catodici di fosfatu di litiu-ferru sò più faciuli da aduprà in serie per risponde à i bisogni di carica è scarica frequente di i veiculi elettrici.

U fosfatu di ferru è litiu hè una materia prima micca tossica, senza inquinamentu, sicura, largamente acquistata, economica, di longa durata è cù altri vantaghji. Hè un materiale catodicu ideale per e batterie à ioni di litiu di nova generazione. A batteria à u fosfatu di ferru è litiu hà ancu i so svantaghji. Per esempiu, a densità di pressatura di u materiale catodicu di u fosfatu di ferru è litiu hè chjuca, è u vulume di a batteria à u fosfatu di ferru è litiu cù capacità uguale hè più grande di e batterie à ioni di litiu cum'è u cobalatu di litiu, dunque ùn hà micca vantaghji in e micro batterie.

A causa di e caratteristiche intrinseche di u fosfatu di ferru è litiu, e so prestazioni à bassa temperatura sò inferiori à altri materiali catodici cum'è u manganatu di litiu. In generale, per una sola cellula (nota chì hè una sola cellula piuttostu chè un pacchettu di batterie), e prestazioni misurate à bassa temperatura di u pacchettu di batterie ponu esse ligeramente più alte.

Questu hè ligatu à e cundizioni di dissipazione di u calore), u so tassu di ritenzione di capacità hè di circa 60 ~ 70% à 0 ℃, 40 ~ 55% à - 10 ℃, è 20 ~ 40% à - 20 ℃. Tali prestazioni à bassa temperatura ùn ponu ovviamente micca risponde à i requisiti d'usu di l'alimentazione elettrica. Attualmente, alcuni pruduttori anu migliuratu e prestazioni à bassa temperatura di u fosfatu di ferru di litiu migliurendu u sistema elettroliticu, migliurendu a formula di l'elettrodu pusitivu, migliurendu e prestazioni di u materiale è migliurendu u disignu di a struttura di a cellula.

Batteria à u litiu ternariu
A batteria di lithium polimeru ternariu si riferisce à a batteria di lithium chì u so materiale catodicu hè u materiale catodicu ternariu di lithium nickel cobalt manganate (Li (NiCoMn) O2). U materiale catodicu cumpostu ternariu hè fattu di sale di nickel, sale di cobalt è sale di manganese cum'è materie prime. A proporzione di nickel, cobalt è manganese in a batteria di lithium polimeru ternariu pò esse aghjustata secondu i bisogni effettivi. A batteria cù materiale ternariu cum'è catodu hà una sicurezza elevata paragunata à a batteria di lithium cobalt, ma a so tensione hè troppu bassa.

I so principali vantaghji sò: una bona prestazione di u ciclu; U svantaghju hè chì l'usu hè limitatu. Tuttavia, per via di u rinfurzamentu di e pulitiche naziunali nantu à e batterie à u litiu ternarie, u sviluppu di e batterie à u litiu ternarie tende à rallentà.

Batteria di manganatu di litiu
A batteria di manganatu di litiu hè unu di i materiali catodici di ioni di litiu più promettenti. In paragone cù i materiali catodici tradiziunali cum'è u cobalatu di litiu, u manganatu di litiu hà i vantaghji di risorse ricche, costu bassu, assenza d'inquinamentu, bona sicurezza, bona prestazione di multiplicazione, ecc. Hè un materiale catodicu ideale per e batterie di putenza. Tuttavia, e so scarse prestazioni di ciclu è a stabilità elettrochimica limitanu assai a so industrializazione. U manganatu di litiu include principalmente manganatu di litiu spinellu è manganatu di litiu stratificatu. U manganatu di litiu spinellu hà una struttura stabile è hè faciule da realizà a produzzione industriale. I prudutti di u mercatu oghje sò tutti di sta struttura. U manganatu di litiu spinellu appartene à u sistema cristallinu cubicu, gruppu spaziale Fd3m, è a capacità specifica teorica hè 148mAh/g. Per via di a struttura di tunnel tridimensionale, l'ioni di litiu ponu esse de-incrustati reversibilmente da u reticolo spinellu senza causà u crollu di a struttura, dunque hà eccellenti prestazioni di ingrandimentu è stabilità.

3. Batteria NiMH
A batteria NiMH hè un tipu di batteria cù boni prestazioni. A sustanza attiva pusitiva di a batteria à l'idrogenu di nichel hè Ni (OH) 2 (chjamata elettrodu NiO), a sustanza attiva negativa hè l'idruro metallicu, chjamatu ancu lega di almacenamiento d'idrogenu (chjamata elettrodu di almacenamiento d'idrogenu), è l'elettrolitu hè una soluzione d'idrossidu di potassiu 6 mol/L.

A batteria à l'idruro di nichel metallicu hè divisa in batteria à l'idruro di nichel metallicu d'alta tensione è batteria à l'idruro di nichel metallicu di bassa tensione.

A batteria à bassa tensione à idruro di nichel-metallu hà e seguenti caratteristiche: (1) A tensione di a batteria hè 1,2 ~ 1,3 V, chì hè equivalente à a batteria à nichel-cadmiu; (2) Alta densità di energia, più di 1,5 volte quella di a batteria à nichel-cadmiu; (3) Carica è scarica rapida, bona prestazione à bassa temperatura; (4) Sigillabile, forte resistenza à sovraccaricu è scarica; (5) Nisuna generazione di cristalli dendritici, chì pò impedisce u cortu circuitu in a batteria; (6) Sicura è affidabile, senza inquinamentu per l'ambiente, senza effettu memoria, ecc.

A batteria à nichel-idrogenu d'alta tensione hà e seguenti caratteristiche: (1) Forte affidabilità. Hà una bona prutezzione da a sovrascarica è da a sovraccarica, pò sustene una alta velocità di scarica di carica è ùn hà micca furmazione di dendriti. Hà una bona pruprietà specifica. A so capacità di massa specifica hè 60A · h/kg, chì hè 5 volte quella di a batteria à nichel-cadmiu. (2) Longa durata di u ciclu, finu à migliaia di volte. (3) Completamente sigillata, menu manutenzione. (4) E prestazioni à bassa temperatura sò eccellenti, è a capacità ùn cambia micca significativamente à -10 ℃.

I principali vantaghji di a batteria NiMH sò: alta densità energetica, velocità di carica è scarica rapida, pesu ligeru, longa durata di serviziu, nisuna inquinamentu ambientale; I svantaghji sò un ligeru effettu di memoria, più prublemi di gestione è a facilità di furmazione di un separatore di batteria unicu.

4. Cellula di flussu
A batteria à flussu di liquidu hè un novu tipu di batteria. A batteria à flussu di liquidu hè una batteria d'altu rendimentu chì usa elettroliti pusitivi è negativi per separà è circulà separatamente. Hà e caratteristiche di alta capacità, largu campu d'applicazione (ambiente) è longa durata di vita. Hè un novu pruduttu energeticu attualmente.

A batteria à flussu liquidu hè generalmente aduprata in u sistema di a centrale elettrica di accumulazione d'energia, chì hè custituita da un'unità di pila, una soluzione elettrolitica è un'unità di almacenamentu è furnimentu di soluzione elettrolitica, un'unità di cuntrollu è di gestione, ecc. U core hè cumpostu da una pila è (a pila hè cumposta da decine di cellule per a reazione di riduzione di l'ossidazione) è una sola cellula per a carica è a scarica secondu i requisiti specifici in serie, è a so struttura hè simile à quella di una pila di cellule à combustibile.

A batteria à flussu di vanadiu hè un novu tipu d'equipaggiu di almacenamiento di energia. Pò esse aduprata micca solu cum'è un dispositivu di almacenamiento di energia di supportu per i prucessi di generazione di energia solare è eolica, ma pò ancu esse aduprata per a rasatura di picchi di a rete elettrica per migliurà a stabilità di a rete elettrica è assicurà a sicurezza di a rete elettrica. I so principali vantaghji sò: layout flessibile, longa durata di ciclu, tempi di risposta rapidi è nisuna emissione nociva; U svantaghju hè chì a densità di energia varia assai.

5. Batteria di zolfu di sodiu
A batteria di zolfu di sodiu hè cumposta da un polu pusitivu, un polu negativu, un elettrolitu, un diafragma è una carcassa. À u cuntrariu di e batterie secundarie ordinarie (batterie à piombu-acidu, batterie à nichel-cadmiu, ecc.), a batteria di zolfu di sodiu hè cumposta da un elettrodu fusu è un elettrolitu solidu. A sustanza attiva di u polu negativu hè u sodiu metallicu fusu, è a sustanza attiva di u polu pusitivu hè u zolfu liquidu è u polisulfuru di sodiu fusu. Batteria secundaria cù u sodiu metallicu cum'è elettrodu negativu, u zolfu cum'è elettrodu pusitivu è u tubu ceramicu cum'è separatore di elettroliti. Sottu à un certu gradu di funziunamentu, l'ioni di sodiu ponu reagisce reversibile cù u zolfu attraversu a membrana elettrolitica per furmà una liberazione è un accumulu di energia.

Cum'è un novu tipu di fonte d'energia chimica, stu tipu di batteria hè statu assai sviluppatu dapoi a so creazione. A batteria di zolfu di sodiu hè di piccula dimensione, grande capacità, longa durata è alta efficienza. Hè largamente aduprata in l'accumulazione di energia elettrica cum'è a riduzione di picchi è u riempimentu di valli, l'alimentazione d'emergenza è a generazione di energia eolica.

I so principali vantaghji sò i seguenti: 1) Hà una energia specifica più alta (vale à dì, l'energia elettrica efficace per unità di massa o unità di vulume di a batteria). A so energia specifica teorica hè 760Wh/Kg, chì hà in realtà superatu i 150Wh/Kg, 3-4 volte quella di a batteria à piombu-acidu. 2) À u listessu tempu, pò scaricà cù una corrente elevata è una putenza elevata. A so densità di corrente di scarica pò generalmente ghjunghje à 200-300mA/cm2, è pò liberà 3 volte a so energia inerente in un istante; 3) Alta efficienza di carica è scarica.

A batteria di zolfu di sodiu hà ancu difetti. A so temperatura di funziunamentu hè 300-350 ℃, dunque a batteria hà bisognu di esse riscaldata è mantenuta calda durante u funziunamentu. Tuttavia, stu prublema pò esse risoltu efficacemente aduprendu a tecnulugia d'isolamentu termicu à u vacuum d'altu rendimentu.

6. Batteria à carbone di piombu
A batteria à piombu-carbone hè un tipu di batteria capacitiva à piombu-acidu, chì hè una tecnulugia evoluta da a batteria à piombu-acidu tradiziunale. Pò migliurà significativamente a vita di a batteria à piombu-acidu aghjunghjendu carbone attivu à u polu negativu di a batteria.

A batteria à u carbone di piombu hè un novu tipu di super batteria, chì combina a batteria à u piombu-acidu è u super condensatore: ùn solu dà ghjocu à i vantaghji di a carica istantanea di grande capacità di u super condensatore, ma dà ancu ghjocu à u vantaghju energeticu specificu di a batteria à u piombu-acidu, è hà assai bone prestazioni di carica è scarica - pò esse caricata cumpletamente in 90 minuti (se a batteria à u piombu-acidu hè caricata è scaricata in questu modu, a so vita hè menu di 30 volte). Inoltre, per via di l'aghjunta di carbone (grafene), u fenomenu di sulfatazione di l'elettrodu negativu hè impeditu, ciò chì migliora un fattore di guastu di a batteria in u passatu è allunga a vita di a batteria.

A batteria à carbone di piombu hè una mistura di supercondensatore asimmetricu è batteria à piombu-acidu in forma di cunnessione parallela interna. Cum'è un novu tipu di superbatteria, a batteria à carbone di piombu hè una cumbinazione di e tecnulugie di a batteria à piombu-acidu è di u supercondensatore. Hè una batteria di accumulazione d'energia à doppia funzione cù caratteristiche capacitive è caratteristiche di a batteria. Dunque, ùn solu dà pienu ghjocu à i vantaghji di a carica istantanea di putenza di supercondensatore cù grande capacità, ma dà ancu pienu ghjocu à i vantaghji energetichi di e batterie à piombu-acidu, chì ponu esse caricate cumpletamente in un'ora. Hà una bona prestazione di carica è scarica. Grazie à l'usu di a tecnulugia di carbone di piombu, a prestazione di a batteria à carbone di piombu hè assai superiore à quella di a batteria tradiziunale à piombu-acidu, chì pò esse aduprata in veiculi di nova energia, cum'è veiculi elettrici ibridi, biciclette elettriche è altri campi; Pò ancu esse aduprata in u campu di u novu accumulu d'energia, cum'è a generazione di energia eolica è l'accumulu d'energia.