钒电池组成的统组件有哪些？_电池_中国百科网
钒电池组成的统组件有哪些？
    钒电池(22)
钒电池组成的统组件有哪些？
控制系统 钒电池能量存储系统（VRB-ESS）由可编程逻辑（PLC）和人机界面（HMI）进行控制。PLC系统的关键功能之一是控制VRB-ESS的充电时间和速率。例如：PLC可以接收用电价格的真实时间数据，并且根据允许的最大用电需求、充电状态以及用电高峰/非高峰时的价格对比，决定怎样快速地给电池系统重新充电。这个决策是动态的而且能够根据具体情况优化。通过标准化的通信输入、控制信号和电力供应，它与系统其余部分集成在一起。它可以通过拨号或因特网进行访问。它有多重防卫层以限制对它的不同功能的访问，并且为远程监控提供定制的报告和报警功能。
电力转换系统（PCS） 电力转换系统的功能是对电池进行充电和放电，并且为本地电网提供改善的供电质量、电压支持和频率控制。它有一个能进行复杂而快速地动作、多象限、动态的控制器（DSP），带有专用控制算法，能够在的整个范围内转换输出，即循环地从全功率吸收到全功率输出。对无功功率以及有功与无功功率的任意需求组合，它都能正常工作。
钒电解液和储液罐 在氧化还原流体电池里，能量是通过称为电解液的工作流体化学变化进行储存的，流体内所包含的可溶性物质可以通过电化学氧化或还原来储存能量。VRB-ESS里的电解液是由硫酸和乳化的钒粒子组成。
储液罐用于存放正负极电解液。典型钒电池储液罐是一种双层、独立支撑、玻璃纤维形式的罐子，内部有PVC衬套。它们容易运输和现场安装。每个储液罐都提供辅助性保护壳，目的是为电解液泄漏的管理并实现“最符合实际”的设计。
电池电堆 电堆是一种独立的密封装置，它由若干单电池组成，每个单电池包含两个由质子交换膜隔开的半电池。在半电池中，电化学反应发生在惰性碳毡、聚合物复合材料与电极板上，从而产生电流用于电池的充放电。
总体设计 VRB-ESS安装总体设计由诸多PVC管路组成，这些PVC管路将储液罐、电池电堆和泵连接起来，使电解液在系统中循环流动。如有需要，使用HVAC器件确保电气设备不暴露在极端的空气温度下，并使用热交换器来维持电解液的运行温度。在寒冷的气候下，不需要热交换器。
收录时间:日 19:41:37 来源:电子发烧友网 作者:匿名
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钒电池应用前景简介【字体 大
来源：昊客云台责任编辑：
昊客云台讯 ：
日，中国泰州新能源高层论坛吸引了全国各地200多位嘉宾参加。中策资本集团董事局主席黄友权怀揣着《钒电池在新能源产业的应用》报告在台上做了精彩的演讲。
2011年11月28日，中国泰州新能源高层论坛吸引了全国各地200多位嘉宾参加。中策资本集团董事局主席黄友权怀揣着《钒电池在新能源产业的应用》报告在台上做了精彩的演讲。&&&&&&
他说：“新能源技术开发已经成为全球性的能源产业发展趋势，储能技术已经成为新能源产业的瓶颈，去年全球风险投资在光伏领域排第一，在储能领域排第二”。&&&&&&
“储能技术主要分为物理类的储能和电化学储能，其中钒电池是人们关注的热点”。&&&&&&
“那改变昨天的已被今天所改变，而今天也将被未来所改变”。黄友权坚定地认为“钒电池将改变未来新能源产业储能技术的方向”。&&&&&&
对黄友权的采访就从泰州开始，并跟随他从泰州走到上海。&&&&&&
为什么急需发展储能技术？&&&&&&
黄友权介绍说，目前在常规能源领域，新能源技术主要集中在风能、太阳能、水力发电上。新能源不像普通的火力发电，存在较大的不可预测和多变特性，比如风电：由于风力的随意性，导致风电直接上网对电网的可靠性造成很大的冲击，所以储能技术及其产业对于目前以风能、太阳能产业为代表的产业日趋重要。另外，对于智能电网，通过分配存储的电力来满足高峰时期的电力需求，可以增加输配电系统的容量及优化效率。&&&&&&
目前，世界受日本核泄漏事件的影响，核电受到了环保界很大的误解，在安全性的顾虑消除前，新建核电都会很谨慎，尤其是最近欧洲的谨慎态度。正是由于新能源的发展，储能技术可以提供紧急状态下的备用电力以及为偏远的岛屿地区解决电力供应问题。因此在整个电力行业的所有环节，发电、输送、配电以及使用等各个环节都可以应用储能技术。&&&&&&
关于储能技术应该应用在电力系统的哪个环节最合适、以及带给电力系统的效益究竟有多大？全世界都在研究，最前沿的研究是美国电力科学院研究院，我国在这方面的研究相对滞后。&&&&&&
黄友权告诉记者，目前主流的储能技术包括物理类的储能和电化学储能两类。&&&&&&
物理类的储能有：抽水蓄能、压缩空气、飞轮储能及超导储能、开放式循环气体涡轮等。&&&&&&
电化学储能有：钠硫电池、钒电池、锂电池等。&&&&&
黄友权说，与电化学储能技术相比，其他的储能技术都存在较为明显的缺点：抽水蓄能受地理位置局限；压缩空气建设周期长，效率低；飞轮和超导储能技术，储能时间短；开放式循环气体涡轮等，资金都投入大，效率低，对环境影响大。因此在各种储能技术中符合清洁能源发展方向的是电化学储能技术。&&&&&& 电化学储能包括：钠硫电池、钒电池和锂电池，对电网储能应用，尤其是风力发电储能应用，全钒电池和钠硫电池是两种主要的已经被市场认可的商用技术。现有的全球的储能电池，90%的兆瓦级项目都是采用钠硫电池。在日本，钠硫电池有接近200兆瓦的商用规模。但是钠硫电池对充放电有特殊控制要求，需要增加2-3倍的冗余。锂电池的储能时间有限，仅适用电网调频。因此电池容量和持续时间表现最佳的还是钒电池。&&&&&&
为什么钒电池是储能技术的方向？&&&&&&
黄友权介绍说，钒电池的主要优点是可深度大电流密度放电、循环寿命长、充电迅速、价格相对于其他储能装置设备低廉，钒电池非常适用于大型静态储能。但是钒电池也有缺点，能量密度低，体积较大，距离大规模储能应用、储能成本价格稍高。虽然每种储能技术，都有其优缺点，因此在可以预见的将来，储能领域必然存在钠硫电池、钒电池、锂电池等技术共存的局面，相互竞争，并不存在一种技术垄断整个市场的局面。&&&&&&
目前关于钒电池，政府层面与产业界以及学术界都有共识，认为钒电池最适合中国发展。首先中国钒矿资源丰富，拥有核心技术，通过跨国整合，目前中国公司已掌握了世界的钒电池关键技术，钒电池的特点也适合中国电网的需求，寿命长、可重复放电、可靠性高，完全能满足中国建设智能电网的需求。&&&&&& 黄友权认为，全面开发应用调峰储能电池，将大幅提高电力系统的运行效率。他举例说，2010年全国发电设备容量为96219万千瓦，其中火电70663万千瓦，占73.4%；水电21340万千瓦，占22.2%；风电3107万千瓦；核电1082万千瓦。火电在发电中的调峰能力差，虽然我国实行了分时电价，但峰谷发电量的差还是很大。解决电力调峰是全世界的课题，钒电池是能源存储技术的一次重大革命，有望突破新能源产业发展的瓶颈问题。&&&&&&
“近来来我国不断加重对环保低碳领域的关注和政策扶植，在可预见的未来，会有越来越多的纯电动的交通工具，退一步说，即便以现在的市场规模，交通工具的动力电池也已经是一个巨大的市场。但是众所周知，自2011年以来国家对铅酸电池的环保问题的关注，长三角地区已经先后关停了500家以上的大小铅酸电池生产企业，根据相关部门的规划，全国3000家铅酸电池企业，要关停整合至300家大型的铅酸电池企业，其他小型的不符合环保规范的将全部重组兼并，这些是直接摆在电池业和电动车业面前的发展瓶颈问题。这些电池的需求怎么解决，产能怎么转移，都是值得业界同行们思考的问题”。
面对我国电池企业发展状况，黄友权认为，“一方面可能被锂电池取代，但是根据政府机构的预测，锂电池只能替代5—10%的铅酸电池市场份额，即便算上电容器，剩下的大部分还是没有着落。而且锂电池也存在稳定性安全性问题，而铅酸电池最大的问题还是环保问题”。&&&&&
黄友权欣喜地告诉记者，目前的固态电解质钒动力电池已经在电功率、充放电、比能量等方面都已经接近锂电池的水平，在安全性、使用寿命和成本等方面比锂电池和铅酸电池有相对的优势。目前中国年产铅酸电池1.3亿KVAH，2011年1-6月共生产6800万KVAH。如果以12V/120AH的汽车蓄电池计算，大约年产9000万只。中国的产量占了全球的50%。2010年全球铅酸电池的销售额约为660亿美元。&&&&&&
按我国《新能源汽车产业发展规划》和近年来电池行业数据测算，铅酸电池、电动车用电池、电动汽车用电池三块合计是大约3000亿人民币的市场。大型钒电堆所应用的风电储能设备和城市调峰储能设备市场规模将在11000亿左右。这就是国家经济发展的大趋势给钒电池产业带来了历史性机遇。&&&&&&
钒电池将从泰州走向全球&&&&&&
中策资本集团是一家在香港注册的大型资本集团，据黄友权介绍，投资涉及钢铁、有色金属、非金属、新能源及城建开发等领域，大陆投资总额已逾300亿元，合资企业近百家。黄友权表示，泰州将作为钒电池项目的总部，“主要进行产品的集成和研发”。&&&&&&
黄友权说，在日本，用于电站调峰和风力储能的钒电池发展迅速，大功率的钒电池储能系统已投入使用，并全力推进其商业化进程。但在国内，钒电池产业还处于起步阶段。&&&&&&
为此，中策资本集团通过股权纽带引进了日本、韩国钒电池新技术，再进行吸收、消化和创新，组建了中日韩工程技术联合研发中心，并在全球150多个国家申请了专利。&&&&&&
黄友权说，中策资本集团凭借在矿产能源领域的广泛投资，目前在徐州、南阳等地建立了原材料生产基地，并在国内最大的风力发电基地甘肃玉门建立了风、光、电储一体化的国家级示范基地。此外，在德国和韩国还分别建立了钒电池生产基地和研发基地。&&&&&&
“我们钒电池项目在泰州的总投资额为2.98亿美元。依据规划，该项目占地1800亩，一期工程将在明年投产，届时可形成25亿元的销售额，2013年全部投产后，有望形成100亿元的产业规模，届时中策资本集团旗下的洋泰能源(泰州)有限公司将成为全球最大的钒电池生产商。所生产的钒电池将从泰州集成后走向全球”。黄友权充满信心的对记者说。
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战略合作伙伴中科院成功制备新型全钒液流电池储能材料
中国储能网讯：近日，中国科学院深圳先进技术研究院研究员唐永炳及其研究团队成员与香港城市大学教授李振声等人合作在新型储能材料方面取得新进展。相关论文Graphene-Nanowall-Decorated Carbon Felt with Excellent Electrochemical Activity Toward VO 2 + /VO 2+ Couple for All Vanadium Redox Flow Battery（《具有高效电化学活性的新型石墨烯/碳毡分级全钒液流电池电极材料》）在线发表于Wiley综合期刊Advanced Science上（DOI: 10.1002/advs.）。
全钒液流电池（VRFB）由于具有高容量、响应快、耐过载、维护费用低等优点，是电网、风能以及太阳能的理想储能方式之一。然而，VRFB的应用还面临诸多挑战，主要问题在于电极的电化学活性较低(一般为碳毡或石墨毡)，从而影响了电池的储能效率。目前，较为有效的方法是提高电极的电化学活性比表面积，以提高电化学活性位点。
针对传统钒液流电池碳毡电化学活性低的问题，研究团队采用一种微波等离子体增强化学气相沉积法，成功制备出具有独特分级结构的钒液流电池储能新材料。该材料的设计思路为：采用微米级钒液流电池碳毡电极为基体，在其上合成出三维致密排列的石墨烯。这种新型分级结构不仅将传统碳毡电极的比表面积提高了一个数量级，同时致密排列的石墨烯为钒离子提供了大量的催化活性位点。通过系统测试，发现这种石墨烯/碳毡分级材料将普通碳毡的VO2+/VO2-氧化还原速率提高了3倍，储能效率提高了11%。此外，这种新型材料表现出优异的电池稳定性，充放电循环100次后形貌未发生明显变化，循环后的电极材料还可以在其他电池中重复使用多次，并能表现出同样优异的性能。该研究结果对发展新型高效全钒液流电池材料具有重要的指导意义。
该项研究得到广东省创新科研团队和国家自然科学基金等项目的资助。
三维分级结构石墨烯/碳毡储能材料的设计思路及其形貌与性能表征&
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