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艾默科蓄电池行业资讯
记者:储能有很多种技术,包括化学储能、电化学储能和机电储能等。根据2014年国际能源署统计,目前抽水蓄能容量占绝大多数,压缩空气储能紧随其后。今年年初,您带领的科研团队成功建成了世界上首套500千瓦非补燃压缩空气储能发电示范系统。请您介绍非补燃压缩空气储能技术的发电原理,其具有哪些优势?目前这项技术发展状况如何?
卢强:压缩空气储能技术是将弃光、弃风、弃水(小水电站)或低谷电通过多级压缩机把电能转换为分子势能存入压力储气空间,待发电时通过释放高压气流,射入气轮机带动发电机发电。大规模的压缩空气储能对于聚纳废弃的新能源、抚平风光电站功率的波动、削峰填谷、增加有功与无功旋转备用等方面皆具有重大意义。
目前压缩空气储能技术主要分为补燃式、非补燃式两大类别,国际上已用的是补燃式,如德国与美国。所谓补燃式压缩空气储能仍以燃烧天然气以求提高其效率,故其本质仍然是燃气轮机,其主要消耗的能源仍是化石能源,即天然气,故这种储能方式不符合我国力求降低碳排放的国情。
国家电网公司于2012年10月结合清华大学电机系、中国科学院理化所和中国电科院启动了一项无燃烧压缩空气储能研究计划。该研究计划于2015年4月以500千瓦无燃烧压缩空气储能发电系统的建成,且发电功率达到设计值95%以及其他各项指标均达设计要求通过了验收,并获五项中国发明专利受理和一项美国发明专利受理而宣告成功。这项研发成果达到了真正意义上的零排放,是冷热电三联供系统,“电换电”效率均高于欧美各国。此外,该系统可提供数以亿千瓦小时计的电储存能力,单位千瓦投资合理,寿命周期不小于40年,故全寿命周期投资极大低于国外进口的被认为性价比最高的磷酸铁锂电池。
但是,目前工程化的推进仍较困难,对于这一创新项目,企业仍十分谨慎,需要时间去核算回报率和回收年限,故该项技术要想真正转化为现实生产力,可能尚需时日。
记者:储能技术离大规模商业化应用还有一段距离,除了要在技术上不断完善外,目前储能的成本还略高于抽水蓄能,要想实现储能大规模应用,需要国家政策怎样的支持?
卢强:当前,压缩空气储能技术已具备市场化条件,迫切需要政府相关部门在运营模式和电价政策等方面给予扶持。
国家应制定更合理的电价政策,使得废弃电、低品位电和高品位电相应的价值得到合理区分。我认为,这一技术的推广甚至不需大量出资,只要制定一套合理政策,就会有源源不断的资金进入,最终形成“大生产力”。
此外,压缩空气蓄能是我国建设微电网和微能源网的有力支柱,因此该技术的应用应明确为我国储能工业发展的重点方向之一,宜在相关规划中予以明示;同时应扶持示范工程,待示范工程展示优越性后再由市场的“手”去推动;最后,希望有关部门将有关新能源产业政策延伸到该新生产业,将其写进修编的新能源发展政策中,制定对压缩空气蓄能产业的政策和相应的管理办法。期望针对无燃烧压气蓄能技术的工程应用考虑其电热冷三联供的综合效益之大,制定至少如上所述,享有类似与风能和光伏同等的补贴标准。
艾默科蓄电池
电池是在每一个UPS的心脏,由于单位数目众多的UPS通常安装在一个中型到大型企业,拥有成本可能是一个隐藏的和昂贵的问题。 通常情况下,引用的UPS拓扑结构使用阀控式密封铅酸(阀控)型电池,因为它们提供了以最低的成本最高的功率密度。
如锂聚合物电池其它类型的在这个时候过于昂贵。 直到最近的技术发展,阀控式密封铅酸电池通常使用的UPS有三至五年的使用寿命,如果在77华氏度(25摄氏度)的环境和适当收取维修。
除了不能维持在适当的充电状态的电池,热是阀控式密封铅酸蓄电池最大的敌人。 每个制造商规范,应该3到5年的寿命电池被安装到了122华氏度(50℃)环境中,其使用寿命将缩短至不到一年。
一个真实的世界范例
作为一个现实世界的例子,平均UPS由三至二十阀控式密封铅酸电池的使用,一个在西南收费公路公司将需要许多UPS单元安装在收费亭,在拥有成本过高造成的。 同样是真实的生产应用,在那里部署了数百名UPSes之间的所有类型的电池更换电池的成本和每隔一年耗费资源成为一所涉及的人手。 讽刺的是,UPS是应该提高了系统的供电,但它是一个弱的电池可以带来灾难的可靠性。
阀控式密封铅酸蓄电池的使用寿命,可进一步缩短过度放电和充电周期。 离线和在线互动式UPS的模型可以切换到电池模式过度的地点,如果市电电压或频率调节差安装。 这是不是与案件有关双转换在线式UPS机型,因为它们只从电池吸取功率,当市电电压过低,或者是完全丧失。 由于在线式UPS的成本一般多一点,电池充电器往往是一个更好的设计和更好地保持电池充电状态,在一个较长的使用寿命。
阀控式密封铅酸蓄电池技术的发展,所以找的UPS公司,提供产品采用全新设计的电池具有较高温度等级和多达12年的使用寿命。 这些电池不仅减少了更换电池时数到77华氏度安装(25℃)环境中,但每生产厂家的规格,电池将有4年的服务寿命当在122华氏度(50 ° C使用)环境。 标准电池持续在这个温度比上年减少。 这些电池是理想的高温应用。
一些制造商已经采取了UPS的热绝缘内的一个塑料外壳厚壁他们这些电池一步落实。 这种热绝缘电池,增加其使用寿命。封闭的设备机架里面常常挤满了产生热量的设备,可以提高机架的内部温度非常高的水平。 大多数机架式UPS的使用而设计的产品,确保其内部UPS电池直接对UPS的机箱底面。 由于内部机架温度的增加,提升了机箱的金属表面,然后将其直接进行内部电池温度,降低其使用寿命。
正确的UPS存储
正确的UPS存储是另一个因素是影响电池寿命。 当UPS断开,而不是数个月内使用,内部阀控式密封铅酸电池会自放电。如果存放超过六个月,就可以成为过度排放到他们不能再充电,电池需要更换点过早。 这是一个很好的做法时,存储UPS,以插上电源,充电电池每四个月要防止出现此问题。
最后,当更换所有阀控式密封铅酸蓄电池始终处理或回收所有地方和联邦法律和法规规定的废电池。 阀控式密封铅酸电池被列为危险废物,但好消息是,他们几乎可以完全回收利用。
产品性能:
放电
(1)电池不宜放电至低于预定的终止电压,否则将导致过放电,而反复的过放电则会导致容量难以恢复,为达到最好的工作效率,放电应0.05-3C 之间,放电终止电压如下表1所示
(表1)放电电流和放电终止电压 放电电流 (A)
放电终止电压 (V/ 单体 )
(A) < 0.1C
1.90
(A) < 0.2C
1.80
0.2C < (A) < 0.5C
1.70
0.5 < (A) < 1.0C
1.60
1C < (A) < 2C
1.50
3C < (A)
1.30
(2)放电容量
◆放电容量与放电电流的关系,图1为FM、JFM系列 电池在不同的放电率条件下放出的容量,从图中可看出,放电倍率越大,电池所能放出的容量越小。
◆温度作用
电池容量亦受温度的影响,过低温度(低于15℃,5℉.)则会降低有效容量,过高温度(高于122℉.50℃)则会导致热失控并损害电池.
充电
(1)浮充(限制电压,控制电流)使用: 浮充电压2.25V~2.30V/单体,最大电流不得大于0.25C10,电池浮充电流调到小于2mA /AH.(25℃)。请参见表(2)。
(表2)充电方法与充电时间
充电方法
充电时间 (h)
周围温度 ( ℃ )
恒压充电
6-12
5 -35
恒流充电
6-12
(2)循环使用(充电即停,放完电即充):充电电压2.4 V/单体,最大充电电流不得大于0.25C10.
(3)温度补偿电池在5~35℃范围内工作时,不必对充电电压进行补偿,当温度低于5℃或者高于35℃时,建议对充电电压作适当的调整,调整标准为浮充时 干3mv/℃/单体,循环使用时干4mv/℃/单体(温度以25℃为基准)。
(3)过充电
电池充足电后再补充电则称为过充电,持续的过充电将会缩短电池的寿命。
使用寿命
以下因素将可能缩短电池的使用寿命:
★重复的深放电
★重复的浅充电后的深放电
★外界温度过高
★过充电—特别是涓涓浮充充电
★过大的充电电流
★当充好电的电池如果长时间未使用,特别是在高温环境下,将会导致自放电和容量的减少。
容量保持和储存
l自放电
(1)当一经充电之电池若经长期储存,则其容量将逐渐减少,并成为放电状态,此种现象称为自放电,且这现象是无法避免的。即使电池未使用过,也会因电池内部起化学及电化学反应而造成自行放电,现将铅酸蓄电池的自行放电之情况分述如下:
A.化学因素不论是阳板(PbO2)还是阴板(Pb)的活化物质,都需经分解或逐步与硫酸反应(电解液),而转变成较稳定之硫酸铅,这个过程也就是自行放电。
B.电化学因素由于不纯物质的存在,电池内部会形成局部电路或与两极发生氧化还原反应,而造成自行放电。力能电池电解质因杂质含量极低,因而自放电量非常小,这源于电池的超强保持特性。
(2)电池的自放电与储存温度有着密切的关系
电池放电后应立即充电,不可将电池在放电后长期搁置;不需要用的电池搁置一段时间后应进行重复补充电,直至容量恢复到储存前的水平。
当容量仅为或低于额定容量的40%时(开路电压25℃时低于6.3V/12.63V),应用均衡充电以使容量恢复。
常温下应三个月一次对电池进行补充电,(补充方法请参见表3)低温下电池可储存更长的时间,例如电池储存于15℃,无潮湿,干净及无阳光照射的地方,在进行必要的补充电前,可保持12个月以上。
储存温度
建议补充电间隔
补充电方式
低于 25 ℃( 77 ℉)
每三个月
定电压充电 2.3V/cell 充 16 至 24 小时
定电压充电 2.45V/cell 充 5 至 8 小时
定电流为 0.05CA 充 5 至 8 小时
25 ℃( 77 ℉)
每三个月
30oC
尽量避免储存
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