锂電(diàn)池是目前使用最廣的蓄電(diàn)池，但(dàn)是锂電(diàn)池确有(yǒu)自身的局限性，比如高(gāo)低(dī)溫性能差、造價高(gāo)、安全性低(dī)等問題。而目前随着風力發電(diàn)、太陽能發電(diàn)及各種大(dà)型儲能設備的使用逐漸增多(duō)等趨勢，電(diàn)池的使用将越來(lái)越多(duō)，因此發展更加高(gāo)效、更加安全、造價更加便宜的電(diàn)池就很(hěn)必要。而就目前的技(jì)術(shù)來(lái)看，釩電(diàn)池将是下一代理(lǐ)想的電(diàn)池儲能設備。本文将為(wèi)大(dà)家(jiā)分享下釩電(diàn)池的技(jì)術(shù)性能及常見行(xíng)業中的應用前景。
一、釩電(diàn)池工作(zuò)原理(lǐ)
釩電(diàn)池（VRB）是一種新型清潔能源存儲裝置，經過美國、日本、澳大(dà)利亞 等國家(jiā)的應用驗證，與目前市場(chǎng)中的鉛酸蓄電(diàn)池、鎳氫電(diàn)池相比，具有(yǒu)大(dà)功率、長壽命、支持頻繁大(dà)電(diàn)流充放電(diàn)、綠色無污染等明(míng)顯技(jì)術(shù)優勢，主要應用于再生(shēng)能源 并網發電(diàn)、城市電(diàn)網儲能、遠程供電(diàn)、UPS系統、海島應用等領域。
公開(kāi)資料顯示，釩電(diàn)池一次性充電(diàn)後，續航能力可(kě)達1000公裏，充電(diàn)時(shí)間(jiān)隻需3分鍾—5分鍾，成本造價是目前24V锂電(diàn)池的40%，從續航、充電(diàn)時(shí)間(jiān)與成本上(shàng)均被譽為(wèi)“完美電(diàn)池”。
與其它蓄能系統相比，全釩氧化還(hái)原液流電(diàn)池的應用優點是：
1、電(diàn)堆作(zuò)為(wèi)發生(shēng)反應的場(chǎng)所與存放電(diàn)解液的儲罐分開(kāi)，從根本上(shàng)克服了傳統電(diàn)池的自放電(diàn)現象。功率隻取決于電(diàn)堆大(dà)小(xiǎo)，容量隻取決于電(diàn)解液儲量和(hé)濃度，設計(jì) 非常靈活；當功率一定時(shí)，要增加儲能容量，隻需要增大(dà)電(diàn)解液儲罐容積或提高(gāo)電(diàn)解液體(tǐ)積或濃度即可(kě)，而不需改變電(diàn)堆大(dà)小(xiǎo)；可(kě)通(tōng)過更換或添加充電(diàn)狀态的電(diàn)解液 實現“瞬間(jiān)充電(diàn)”的目的。可(kě)用于建造千瓦級到百兆瓦級儲能電(diàn)站(zhàn)，适應性很(hěn)強。
2、充、放電(diàn)性能好，可(kě)以進行(xíng)大(dà)功率的充電(diàn)和(hé)放電(diàn)，也可(kě)以 允許浮充和(hé)深度放電(diàn)。對鉛酸蓄電(diàn)池來(lái)說，放電(diàn)電(diàn)流越大(dà)，電(diàn)池的壽命越短(duǎn)；放電(diàn)深度越深，電(diàn)池的壽命也越短(duǎn)。而釩電(diàn)池放電(diàn)深度即使達到100%，也不會(huì)對電(diàn) 池造成影(yǐng)響。而且釩電(diàn)池不易發生(shēng)短(duǎn)路，這就避免了因短(duǎn)路而引起的爆炸等安全問題。
釩電(diàn)池的基本工作(zuò)原理(lǐ)示意圖
3、可(kě)充放電(diàn)次數(shù)極大(dà)，理(lǐ)論上(shàng)壽命是無數(shù)次。充放電(diàn)時(shí)間(jiān)比為(wèi)1：1，而鉛酸電(diàn)池是4：1。而且釩電(diàn)池充、放切換響應速度快，小(xiǎo)于20毫秒(miǎo)，非常有(yǒu)利于均衡供電(diàn)。
4、能量效率高(gāo)，直流對直流能量效率可(kě)以達到80%以上(shàng)，而鉛酸電(diàn)池隻有(yǒu)60%左右。釩電(diàn)池組中的各個(gè)單位電(diàn)池狀态基本一緻，維護簡單方便。
5、選址自由度大(dà)，占地少(shǎo)，系統可(kě)全自動封閉運行(xíng)，不會(huì)産生(shēng)酸霧，沒有(yǒu)酸腐蝕。電(diàn)解液可(kě)反複利用，無排放，維護簡單，操作(zuò)成本低(dī)。是一種綠色環保儲能技(jì)術(shù)。因此對于可(kě)再生(shēng)能源發電(diàn)，釩電(diàn)池是鉛酸電(diàn)池理(lǐ)想的替代品。
二、釩電(diàn)池能否引領新能源革命
釩電(diàn)池（VRB，VanadiumRedoxFlowBattery）是當今世界上(shàng)規模最大(dà)、技(jì)術(shù)最先進、最接近産業化的高(gāo)效可(kě)逆燃料電(diàn)池，具有(yǒu)功率 大(dà)、容量大(dà)、效率高(gāo)、成本低(dī)、壽命長、綠色環保等一系列獨特優點，在風力發電(diàn)、光伏發電(diàn)、電(diàn)網調峰、分布電(diàn)站(zhàn)、軍用蓄電(diàn)、交通(tōng)市政、通(tōng)訊基站(zhàn)、UPS電(diàn)源 等廣闊領域有(yǒu)着極其良好的應用前景，在日本、加拿(ná)大(dà)、美國、澳大(dà)利亞、西歐等國家(jiā)和(hé)地區(qū)已開(kāi)始取代容量小(xiǎo)、壽命短(duǎn)、污染大(dà)的鉛酸電(diàn)池。
風力發電(diàn)
目前風力發電(diàn)機需要配備功率大(dà)約相當于其功率1%的鉛酸電(diàn)池用于緊急情況時(shí)風機保護收風葉用，另外每一台風機還(hái)需要配備功率大(dà)約相當于其功率4%的後備 蓄電(diàn)池。由于電(diàn)網已成為(wèi)風電(diàn)發展的瓶頸，随着風電(diàn)的爆炸式發展，風電(diàn)與電(diàn)網的矛盾将越來(lái)越突出，為(wèi)了減少(shǎo)對電(diàn)網的沖擊，大(dà)幅度提高(gāo)風電(diàn)場(chǎng)電(diàn)力的使用率同時(shí) 賺取巨額的電(diàn)網峰谷差價，風電(diàn)場(chǎng)将需要配備功率相當于其功率10～50%的動态儲能蓄電(diàn)池。對于風機離網發電(diàn)，則需要更大(dà)比例的動态儲能蓄電(diàn)池。
由于風機現在使用的鉛酸電(diàn)池存在容量小(xiǎo)、壽命短(duǎn)、穩定性差、維護費時(shí)費力、污染大(dà)等嚴重缺陷，風機制(zhì)造廠家(jiā)一直在尋找更好的可(kě)以替代鉛酸電(diàn)池的産 品，相信擁有(yǒu)衆多(duō)傑出優點的釩電(diàn)池完全可(kě)以取代現有(yǒu)的鉛酸電(diàn)池，進而構建風電(diàn)場(chǎng)的動态能源儲存系統，大(dà)幅度提高(gāo)風電(diàn)場(chǎng)的效率和(hé)效益，推動風電(diàn)産業更好更快 地發展。
光伏發電(diàn)
據權威機構統計(jì)，近幾年全球光伏組件的年均增長率高(gāo)達30％，光伏産業成為(wèi)全球發展最快的新興行(xíng)業之一。特别是2008年，全球光伏發電(diàn)裝機總量達到3吉瓦。
顧名思義，光伏發電(diàn)需要太陽光，一旦到了晚上(shàng)和(hé)陰雨天就發不了電(diàn)，因而需要蓄電(diàn)池為(wèi)其儲存電(diàn)力，由于鉛酸電(diàn)池功率、容量、壽命均非常有(yǒu)限，相信集衆多(duō)傑出優點于一身的釩電(diàn)池将作(zuò)為(wèi)光伏發電(diàn)儲能電(diàn)池的首選。
電(diàn)網調峰
電(diàn)網調峰的主要手段一直是抽水(shuǐ)蓄能電(diàn)站(zhàn)。近二三十年來(lái)，世界發達國家(jiā)抽水(shuǐ)蓄能電(diàn)站(zhàn)發展越來(lái)越快。世界上(shàng)抽水(shuǐ)蓄能電(diàn)站(zhàn)發展最快、裝機容量最多(duō)的是日本，其次是美國、意大(dà)利、德國、法國、西班牙等，日本和(hé)美國抽水(shuǐ)蓄能電(diàn)站(zhàn)裝機容量均已超過2000萬千瓦。
由于抽水(shuǐ)蓄能電(diàn)站(zhàn)需建上(shàng)、下兩個(gè)水(shuǐ)庫，受地理(lǐ)條件限制(zhì)較大(dà)，在平原地區(qū)不容易建設，而且占地面積大(dà)，維護成本高(gāo)。釩電(diàn)池蓄能電(diàn)站(zhàn)不受地理(lǐ)條件限制(zhì)，選址 自由，占地少(shǎo)，維護成本低(dī)。可(kě)以預期，随着釩電(diàn)池技(jì)術(shù)的發展，釩電(diàn)池蓄能電(diàn)站(zhàn)将逐步取代抽水(shuǐ)蓄能電(diàn)站(zhàn)，在電(diàn)網調峰中發揮重要的作(zuò)用。
交通(tōng)市政
随着世界城市化進程的不斷加快和(hé)汽車(chē)保有(yǒu)量的持續增加，汽車(chē)尾氣污染已經成為(wèi)城市空(kōng)氣污染的頭号污染源。大(dà)力發展節能、環保的電(diàn)動汽車(chē)替代傳統燃油汽車(chē)，已成為(wèi)了人(rén)們的共識。随着釩電(diàn)池技(jì)術(shù)的快速發展，可(kě)以預期，擁有(yǒu)衆多(duō)傑出優點的釩電(diàn)池将在電(diàn)動汽車(chē)（特别是城市公交客車(chē)）、電(diàn)動機車(chē)、電(diàn)動自行(xíng)車(chē)、電(diàn)動船(chuán)舶、交通(tōng)信号、風光互補路燈等廣闊領域發揮重要作(zuò)用。
通(tōng)訊基站(zhàn)
通(tōng)信基站(zhàn)和(hé)通(tōng)信機房(fáng)需要蓄電(diàn)池作(zuò)為(wèi)後備電(diàn)源，且時(shí)間(jiān)通(tōng)常不能少(shǎo)于10小(xiǎo)時(shí)。對通(tōng)訊運營商來(lái)講，安全穩定可(kě)靠性和(hé)使用壽命是最重要的，在這一領域，釩電(diàn)池有(yǒu)着鉛酸電(diàn)池無法比拟的先天優勢。
UPS電(diàn)源
賽迪顧問研究顯示，2007年UPS市場(chǎng)出現了持續增長的态勢，主要原因是中國經濟的持續高(gāo)速發展帶來(lái)的UPS用戶需求分散化，使得(de)更多(duō)的行(xíng)業和(hé)更多(duō)的 企業對UPS産生(shēng)了持續的需求。未來(lái)幾年，UPS産品發展的方向是更高(gāo)的可(kě)用性、安全性以及功能的集成化、智能化和(hé)人(rén)性化。
目前中國的UPS市場(chǎng)強烈需求功率大(dà)、安全、穩定可(kě)靠的蓄電(diàn)池，釩電(diàn)池在這一領域，相對于鉛酸電(diàn)池無論在功率、安全穩定性、還(hái)是使用壽命上(shàng)都有(yǒu)着絕對優勢。
分布電(diàn)站(zhàn)
當今社會(huì)對能源與電(diàn)力供應的質量、效率、環保以及安全可(kě)靠性要求越來(lái)越高(gāo)，大(dà)電(diàn)網由于自身的缺陷已經不能滿足這種要求。随着分布電(diàn)站(zhàn)的崛起，大(dà)型中心電(diàn) 站(zhàn)将逐步走向衰落。相信釩電(diàn)池将首先在醫(yī)院、指揮控制(zhì)中心、數(shù)據處理(lǐ)和(hé)通(tōng)訊中心、商業大(dà)樓、娛樂中心、政府要害部門(mén)、制(zhì)藥和(hé)化學材料工業、精密制(zhì)造工業的 分布電(diàn)站(zhàn)中發揮重要作(zuò)用。
軍用蓄電(diàn)
釩電(diàn)池還(hái)可(kě)以在軍事基地、指揮中心等軍事部門(mén)的軍用蓄電(diàn)中發揮重要作(zuò)用。
