Cơ chế hoạt động của pin dòng chảy oxy hóa khử

Cơ chế hoạt động của pin dòng chảy oxy hóa khử

Việc tách biệt công suất và năng lượng là điểm khác biệt quan trọng của pin lưu lượng khí (RFB) so với các loại pin khác.hệ thống lưu trữ điện hóaNhư đã mô tả ở trên, năng lượng của hệ thống được lưu trữ trong thể tích chất điện phân, có thể dễ dàng và tiết kiệm chi phí nằm trong khoảng từ kilowatt-giờ đến hàng chục megawatt-giờ, tùy thuộc vào kích thước của hệ thống.các bể chứaKhả năng cung cấp năng lượng của hệ thống được xác định bởi kích thước của cụm pin điện hóa. Lượng chất điện giải chảy trong cụm pin điện hóa tại bất kỳ thời điểm nào hiếm khi vượt quá vài phần trăm tổng lượng chất điện giải hiện có (đối với mức năng lượng tương ứng với quá trình xả ở công suất định mức trong hai đến tám giờ). Quá trình chảy có thể dễ dàng bị dừng lại trong điều kiện xảy ra sự cố. Do đó, tính dễ bị tổn thương của hệ thống đối với việc giải phóng năng lượng không kiểm soát trong trường hợp pin lưu trữ năng lượng tái tạo (RFB) được giới hạn bởi kiến ​​trúc hệ thống ở mức vài phần trăm tổng năng lượng được lưu trữ. Tính năng này trái ngược với các kiến ​​trúc lưu trữ năng lượng tích hợp, đóng gói (pin axit chì, NAS, Li-Ion), trong đó toàn bộ năng lượng của hệ thống được kết nối mọi lúc và sẵn sàng để xả.

Việc tách biệt công suất và năng lượng cũng mang lại sự linh hoạt trong thiết kế ứng dụng của pin lưu trữ năng lượng dạng khối (RFB). Khả năng công suất (kích thước khối pin) có thể được điều chỉnh trực tiếp cho phù hợp với tải hoặc nguồn phát điện tương ứng. Khả năng lưu trữ (kích thước bể chứa) có thể được điều chỉnh độc lập cho phù hợp với nhu cầu lưu trữ năng lượng của ứng dụng cụ thể. Bằng cách này, RFB có thể cung cấp một hệ thống lưu trữ tối ưu về mặt kinh tế cho mỗi ứng dụng. Ngược lại, tỷ lệ công suất trên năng lượng được cố định đối với các pin tích hợp tại thời điểm thiết kế và sản xuất. Hiệu quả kinh tế theo quy mô trong sản xuất pin hạn chế số lượng thiết kế pin khác nhau có sẵn trên thực tế. Do đó, các ứng dụng lưu trữ với pin tích hợp thường sẽ có công suất hoặc năng lượng dư thừa.

RFB có thể được chia thành hai loại: 1) đúngpin dòng chảy oxy hóa khử, trong đó tất cả các chất hóa học tham gia lưu trữ năng lượng đều được hòa tan hoàn toàn trong dung dịch mọi lúc; và 2) pin dòng chảy oxy hóa khử lai, trong đó ít nhất một chất hóa học được mạ dưới dạng chất rắn trong các tế bào điện hóa trong quá trình sạc. Ví dụ về pin dòng chảy oxy hóa khử thực sự bao gồm:hệ vanadi-vanadi và sắt-cromVí dụ về các hệ thống pin lưu trữ năng lượng lai (hybrid RFB) bao gồm hệ thống kẽm-brom và kẽm-clo.