Как устроен проточный аккумулятор

Проточный (редокс) аккумулятор – это электрическое устройство хранения энергии, представляющее собой нечто среднее между обычной батареей и топливным элементом. (Смотрите BU-210: Как устроен топливный элемент). Жидкий электролит, состоящий из раствора металлических солей, прокачивают через ядро, которое состоит из положительного и отрицательного электрода, разделенных мембраной. Возникающий между катодом и анодом ионный обмен приводит к выработке электричества.

Большинство коммерческих проточных аккумуляторов используют раствор серной кислоты и ванадиевой соли в качестве электролита; электроды изготавливаются из графитовых двухполюсных пластин. Ванадий является одним из немногих доступных активных веществ, с которыми процесс эрозии можно держать под контролем, но, тем не менее, она присутствует. Были опробованы проточные аккумуляторы, содержащие драгоценные металлы, например, платину, которая также используется в различных типах топливных элементов. Исследования продолжаются и сегодня, ведь легкодоступное и дешевое активное вещество поможет сделать технологию проточных аккумуляторов более распространенной.


Аккумуляторы EverExceed

 

Standard Range AGM Deep Cycle Range AGM Gellyte Range GEL
свинцово-кислотные аккумуляторы аккумуляторы для газового котла гелевые аккумуляторы 12 вольт 100 ач и 200 ач 
10 - 12 лет / 600 циклов 10 - 12 лет / 700 циклов 10 - 12 лет / 750 циклов
универсальная серия AGM для глубоких разрядов AGM универсальная серия GEL

Приводимые в действие мощными насосами, проточные аккумуляторы показывают лучший результат работы при размерах больше 20 кВт. Количество допустимых циклов заряда/разряда у них доходит до 10000, что сопоставимо с 20 годами службы. Каждая ячейка производит 1,15-1,55 В, для достижения нужных значений напряжения они последовательно соединяются. Значение удельной энергоемкости составляет примерно 40 Вт*ч/кг, что соответствует показателю свинцово-кислотного аккумулятора. Подобно топливному элементу, плотность энергии и быстродействие у проточного аккумулятора умеренны. Это делает его более оптимизированным для хранения больших объемов энергии; и менее – для электрических силовых агрегатов и устройств, требующих быстродействия аккумулятора.

Электролит в таком аккумуляторе хранится в резервуарах. Для увеличения плотности энергии можно просто увеличить размеры резервуаров, это даст 50 % экономии по сравнению с покупкой новой системы. При замене аккумулятора электролит может быть использован повторно, что предоставляет дополнительную экономию. Проблемной частью проточного аккумулятора является мембрана, которая имеет тенденцию к коррозии. Высокая стоимость мембраны побуждает использовать примеси к электролиту, которые препятствуют коррозии. На рисунке 1 показан концепт проточного аккумулятора.

Проточный аккумулятор

Рисунок 1: Проточный аккумулятор. Электролит хранится в резервуарах и прокачивается через ядро для выработки электричества; при зарядке процесс идет в обратном направлении. Объем электролита регулирует емкость аккумулятора.
Ванадий – 23-й элемент периодической таблицы, основные запасы которого расположены в Китае, России и ЮАР. В настоящее время 90% добываемого ванадия используется в сплавах стали, но его присутствие в “зеленой” энергетике, в том числе в производстве проточных аккумуляторов, все более значимо. В настоящее время стоимость проточного аккумулятора аналогична стоимости литий-ионного, и составляет $ 500 за кВт/ч, причем есть все предпосылки к ее снижению до уровня $ 250 за кВт/ч.


Тяговые аккумуляторы Trojan (USA)

 

Flooded 6V Flooded 8V Flooded 12V
аккумуляторы для погрузчиков аккумуляторы для подъемников тяговые аккумуляторы 12 вольт
10 - 12 лет / 600 циклов 10 - 12 лет / 600 циклов 10 - 12 лет / 600 циклов
для тяжелых условий работы с электромотрами в составе лодок, погрузчиков, подъемников, поломоечных машин и т.д.

Большие системы проточных аккумуляторов суммарной мощностью более 100 кВт были в эксплуатации в Японии уже в 1996 году. Мощность же современных установок достигает десятков мегаватт, например, в той же Японии существует система для регулирования частоты тока мощностью 60 мВт.

Присутствует тенденция к уменьшению стоимости и размеров таких аккумуляторов. Вместо того, чтобы конструировать огромный аккумулятор, напоминающий размерами целый химический завод, современные модели поставляются в типовом размере, как правило, 250 кВт, которые могут быть собраны в систему необходимой мощности подобно конструктору. Проточные аккумуляторы постепенно завоевывают популярность не только в Японии, но и в других частях света.

Первые проточные аккумуляторы использовали хлорид титана в электролите, эта технология была запатентована в июле 1954 года. Современная ванадиевая технология, также иногда называемая “редокс”, была разработана в Австралийском Университете Нового Южного Уэльса и получила патент в 1986 году. Термин “редокс” происходит от английского Reduction-Oxidation, что переводится как окислительно-восстановительная реакция.

Последнее обновление 2016-02-21


Контроль и защита аккумуляторов

 

Батарейный монитор Защита от глубокого разряда Батарейный балансир
Батарейный монитор Защита от глубокого разряда Стабилизатор тока заряда аккумулятора
контроль более 25 параметров, история и синхронизация защита от низкого и высокого напряжения, возможность регулировки для 12, 24, 36 и 48В систем, возможность параллельного подключения


Рейтинг и отзывы: 1 1 1 1 1 4/5 на основе 7 голосов