在全球持续推进碳中和背景下,长时储能系统是实现“双碳”目标的关键之一。截止今年2月,多个省份所颁布的新能源配储相关政策中,明确要求电源侧配储的调峰时长超过4个小时。随着风光新能源并网装机占比达到31.7%,对调峰能力更强的3-10小时以上长时储能的需求变得更为强烈。

科普丨揭秘全钒液流电池如何打破时间限制

科普丨揭秘全钒液流电池如何打破时间限制

相对于传统储能技术,全钒液流电池具有本征安全、长寿命、容量无衰减、灵活性高以及钒资源循环利用的独特特性,是长时储能的有效方式。据光大证券分析4小时及以上储能时长的部分项目钒电池已成为主角,配备了50%或100%的钒电池。

安全性是液流电池最大的优势,全钒液流电池将能量储存于水性电解液中,通过不同价态钒离子之间相互转换实现电能存储与释放,且能量转化不依赖于固体电极,没有燃烧、爆炸的风险,随着长时储能安全性要求的升级,全钒液流电池本征安全的特性将更加凸显


新能源消纳和系统调峰需要配置长时储能系统,全钒液流电池充放电能量转换效率高达75%以上,使用寿命则可以达到15到20年,能耐得住大电流的充电和放电,持续放电3~10h,有效实现调峰、调频、应急备用等功能能够满足新型电力系统负荷增加的需求


科普丨揭秘全钒液流电池如何打破时间限制

▲ 全球首款大功率高效率全钒液流电堆——星辰1号


钒液流电池的输出功率由电堆的大小和数量决定,储能容量由电解液的体积决定,液流电池可以自由配置容量和功率,模块化设计有利于实现大规模和长时间的储能。全钒液流电池可通过增大电堆功率和增加电堆数量来提高功率,通过增加电解液来提高储电量,便于实现电池规模的扩展,可用于建造千瓦级到百兆瓦级储能电站,具备为电力系统提供稳定电力支持,同时提高系统的可靠性和灵活性的能力。


“长时储能在新型电力系统中非常重要,是目前我们最大的缺口。”中国科学院院士赵天寿指出,构建以新能源为主导的新型电力系统,未来新能源占比达到70%以上时,必须通过长时储能来实现。

全钒液流电池充放电次数可达15000次以上,随储能时长增加边际成本增加较少,若将其成本分摊到度电,成本将更具优势。更长时间尺度的储能意味着对电力削峰填谷的能力更强,在装机功率相同的情况下,配置更高容量的储能系统可以延长储能时长更好地缩减电网峰谷差距,保障电力系统高效运行。


科普丨揭秘全钒液流电池如何打破时间限制



长时储能在可再生能源大力发展背景下,在增强储电能力、保障电力系统调峰和稳定运行以及极端情况电力补充方面发挥重要作用。随着对本质安全和长时间尺度储能系统需求的持续增长,全钒液流电池因其出色的高安全性和随储能时长增加边际成本增加较小的特点,钒电池装机有望进入加速增长阶段。

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关于星辰新能


星辰新能成立于2021年,是全球碳中和的赋能者与践行者。依托中南大学深厚的技术积淀和优秀的工程技术能力,在长时大规模液流储能领域,自研新一代超高性能的全钒液流储能系统,全面覆盖电解液、电堆及核心部件、储能系统等产品的研发、制造、生产,并提供更安全的储能综合解决方案。星辰新能以践行可再生能源发展战略为己任,探索能源科技创新,全面打造安全高效、清洁低碳的新生态。


公司总部及运营中心位于北京,生产制造总部落户于常州武进国家高新区,研发和测试中心设立在长沙。


公司的核心产品包括:全钒液流电池储能系统、电堆、电解液等。产品的应用场景涵盖了发电侧、电网侧和工商业储能用户,以及地方共享储能项目。


原文始发于微信公众号(星辰新能):科普丨揭秘全钒液流电池如何打破时间限制

液流电池(Flow Battery)是一种可充电电池,它通过液体电解质的流动来存储电能。与传统的固态电池(如锂离子电池)不同,液流电池的能量存储组件(电解质)是分离的,通常储存在外部容器中,在充放电过程中通过电池单元循环。
液流电池是一种活性物质存在于液态电解质中的电池技术,电解液在电堆外部,在循环泵的推动下流经电堆,实现化学能与电能的转换。国际上液流电池主要有全钒液流电池、锌溴电池、铁铬电池、多硫化钠溴电池4种技术路线。
其中全钒液流电池目前产业链建设和技术成熟度相对较高。全钒液流电池系统由功率单元(电堆),能量单元(电解液和电解液储罐),电解液输送单元(管路、阀、泵、传感器等辅助部件)以及电池管理系统等组成。其中,电堆由离子交换膜、电极、双极板、电极框、密封等材料构成。液流电池生产线包括(双极板,膜裁切,碳毡裁切,电堆堆叠组装)等。欢迎申请加入微信群。
另外欢迎加入通讯录:https://www.aibang360.com/contacts/100278100042
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作者 808, ab