Как устроен проточный аккумулятор
- Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям
- Опубликовано 06.04.2016 02:48
- Автор: Abramova Olesya
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.
| Standard Range AGM | Deep Cycle Range AGM | Gellyte Range GEL |
 |
 |
 |
| 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.
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 |
 |
 |
 |
| 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 |
 |
 |
 |
| 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 |
