磷酸鐵鋰電池在光伏發(fā)電中的應(yīng)用
來源：寶鄂實業(yè)
2020-04-10 20:29
點擊量：次
磷酸鐵鋰電池在光伏發(fā)電中的應(yīng)用
摘要:高性能儲能電池對光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。與鉛酸電池相比，磷酸鐵鋰電池具有比能高、儲能效率高、循環(huán)壽命長、成本低等優(yōu)點。使用該類型的鋰電池作為儲能裝置可以將能源效率提高到90%左右，非常適合作為新型儲能裝置。比較了鉛酸電池與磷酸鐵鋰電池的常規(guī)性能和儲能特性。在分析磷酸鐵鋰電池作為光伏系統(tǒng)儲能裝置的可行性的基礎(chǔ)上，設(shè)計了相應(yīng)的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)。
在眾多可再生能源中，太陽能以其綠色、環(huán)保、取之不盡、用之不竭的特點成為最具潛力的能源形式，具有巨大的市場前景。我國太陽能資源十分豐富，發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)對改善欠發(fā)達(dá)地區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)的用電量具有重要意義。然而，光伏發(fā)電是不連續(xù)和不穩(wěn)定的，發(fā)電性能隨著外部環(huán)境的變化而變化。因此，高性能的儲能環(huán)節(jié)對光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。
目前，大多數(shù)光伏系統(tǒng)使用鉛酸電池作為儲能裝置。與鉛酸電池相比，磷酸鐵鋰電池具有比能高、儲能效率高、循環(huán)壽命長、成本低等優(yōu)點。比較了鉛酸電池與磷酸鐵鋰電池的常規(guī)性能和儲能特性。在分析磷酸鐵鋰電池作為光伏系統(tǒng)儲能裝置的可行性的基礎(chǔ)上，設(shè)計了相應(yīng)的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)。
1. 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)儲能的基本要求
太陽能發(fā)電系統(tǒng)成本高，轉(zhuǎn)換效率低，隨環(huán)境變化大，需要較高的儲能。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的使用壽命一般為20年，這就要求伴生儲能環(huán)節(jié)具有使用壽命長、性能穩(wěn)定、能效高、適應(yīng)環(huán)境能力強的特點。
目前，光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用的儲能技術(shù)主要有電化學(xué)電池、飛輪、超導(dǎo)線圈等。相比之下，飛輪儲能和超導(dǎo)儲能在性能上具有化學(xué)電池?zé)o可比擬的優(yōu)勢，這將成為儲能裝置發(fā)展的必然趨勢。但在現(xiàn)階段，由于技術(shù)和價格的原因，化學(xué)電池仍然是太陽能光伏發(fā)電儲能的主要方式。
利用化學(xué)電池作為光伏電源的儲能環(huán)節(jié)，是將化學(xué)反應(yīng)中氧化還原釋放的能量直接轉(zhuǎn)化為直流能量供負(fù)載使用。目前，可作為太陽能儲能單元的電化學(xué)介質(zhì)主要有6種，如表1[1]所示。
表1各種電池性能對比
電化學(xué)介質(zhì)單位電壓/V評價
鉛酸2.0最低成本
鎳鎘具有記憶效應(yīng)
金屬氰化鎳1.2對溫度敏感
鋰3.6安全，不含金屬鋰
鋰聚合物3.0含有金屬鋰
鋅空氣1.2需要良好的空氣管理來限制自放電率
在上述六種電池中，鉛酸電池的能量密度較低，但其技術(shù)成熟度和性價比最高，因此光伏發(fā)電系統(tǒng)儲能單元主要采用閥控密封鉛酸電池。然而，隨著光伏發(fā)電的進(jìn)一步發(fā)展，對電池的性能和安全性提出了更高的要求。因此，急需一種高效的化學(xué)電池作為相應(yīng)的儲能環(huán)節(jié)。
