釩電池互補儲能測試及控制系統(tǒng)教學平臺|燃料電池技術及應用實訓裝置

釩電池互補儲能測試及控制系統(tǒng)教學平臺|燃料電池技術及應用實訓裝置全釩液流電池是一種新型儲能和高效轉化裝置，將不同價態(tài)的釩離子溶液分別作為正極和負極的活性物質，分別儲存在各自的電解液儲罐中，通過外接泵把電解液泵入電池堆體內，使其在不同的儲液罐和半電池的閉合回路中循環(huán)流動，采用離子交換膜作為電池組的隔膜，電解質溶液平行流過電極表面并發(fā)生電化學反應，通過雙電極板收集和傳導電流，使儲存在溶液中的化學能轉換成電能。這個可逆的反應過程使釩電池可順利完成充電、放電和再充電。 　　　　　　　　　　　　 
        全釩液流儲能電池的特點是:系統(tǒng)使用壽命長；循環(huán)效率高；支持頻繁充放電；支持過充過放，支持深度充放電(DOD>80%）；能夠實現(xiàn)快速充放電；啟動速度快；電池系統(tǒng)定制化，功率與容量可獨立設計；維護成本低，運營成本低；環(huán)保無污染，無噪音。
        全釩液流電池主要應用于大規(guī)模電能儲存，在風力發(fā)電、光伏發(fā)電、電網調峰、分布電站、軍用蓄電、交通市政、通訊基站、UPS電源等廣闊領域。 
        本系統(tǒng)利用釩電池作為風力發(fā)電或者光伏發(fā)電的互補儲能元件，來替代高污染的鉛酸蓄電池儲能。并通過對釩電池的性能及運行狀態(tài)的測量與控制，實現(xiàn)對這種新興儲能技術的研究。

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由張鈞杰研究員的研究組（303組）自主研發(fā)的全釩液流儲能電池－LED屏幕示范系統(tǒng)，自2007年7月至今已*連續(xù)運行超過一年，累計運行時間 超過8800小時，電池系統(tǒng)的輸出性能未見明顯衰減。該示范系統(tǒng)由千瓦級電池系統(tǒng)、能量管理控制系統(tǒng)和負載（LED屏幕＋燈泡負載）3部分組成，其核心是 額定輸出2kW的全釩液流電池系統(tǒng)。上述成果表明全釩液流儲能電池的穩(wěn)定性和耐久性取得重要進展。

 同時，303組在研制大功率全釩液流儲能電池系統(tǒng)方面也取得了重大進展，已成功研制出*代100kW級全釩液流儲能電池系統(tǒng)。該系統(tǒng)由10個額定輸出為 10kW的全釩液流電池模塊組成，這也是迄今國內規(guī)模zui大的液流儲能電池系統(tǒng)。目前，已完成系統(tǒng)設計、集成和調試等工作，正在對系統(tǒng)進行優(yōu)化和測試。初步測試結果表明當電池的輸出功率超過100kW時，電池的充放電能量轉換效率超過72％。通過對系統(tǒng)的進一步優(yōu)化，效率可進一步提高。
    全釩液流儲能電池是一種電能儲存裝置，主要由電池模塊、電解質溶液和電解質儲存輸送體系、以及控制系統(tǒng)等部分組成。與其它化學儲能技術（如二次電池、電化學電容器等）相比，全釩液流電池在規(guī)模儲能方面具有*的優(yōu)勢，如能量轉換效率高；蓄電容量大，可達百兆瓦時；容量和功率相互獨立，系統(tǒng)設計靈活；電池的 可靠性高，可深度放電；系統(tǒng)運行和維護費用低；尤其具有運行安全和環(huán)境友好等優(yōu)點，因此成為大規(guī)模儲能技術的*之一。
    全釩液流儲能電池的應用領域主要包括：為電力系統(tǒng)提供一定的備用容量，提高電網的安全性、可靠性，還可用于電力系統(tǒng)的“削峰添谷”，實現(xiàn)節(jié)能減排；用作分 布式發(fā)電系統(tǒng)的儲能單元，實現(xiàn)分布式發(fā)電的穩(wěn)定發(fā)電，提高發(fā)電的可靠性，并實現(xiàn)分布式發(fā)電與大電網的并網；用于調節(jié)可再生能源（如太陽能、風能等）發(fā)電，實現(xiàn)可再生能源發(fā)電的連續(xù)性和穩(wěn)定性；此外，還可用作重要機關和部門的備用電站、不間斷電源等。
    我所大功率全釩液流儲能電池的研發(fā)工作得到了國家科技部和博融（大連）產業(yè)投資公司的資助。幾年來，通過研究組全體科技人員的共同努力，在全釩液流儲能電池應用基礎研究和工程基礎研究等方面開展了大量的工作，在控制電池衰減、研制大功率電池模塊、設計和集成電池系統(tǒng)、建立和優(yōu)化系統(tǒng)的運行模式和操作條件、 以及制備全釩液流電池關鍵材料等方面取得重要進展，并建立多項專有技術。2007年，由我所研制的10kW級全釩液流儲能電池系統(tǒng)獲上海市科技進步一等獎。
    上述成果的取得將進一步推進液流儲能電池的產業(yè)化進程，在可再生能源發(fā)電的普及應用及節(jié)能減排中發(fā)揮重要作用。

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