Πώς λειτουργούν οι μπαταρίες Redox Flow

Πώς λειτουργούν οι μπαταρίες Redox Flow

Ο διαχωρισμός ισχύος και ενέργειας είναι μια βασική διάκριση των RFB, σε σύγκριση με άλλαηλεκτροχημικά συστήματα αποθήκευσης. Όπως περιγράφηκε παραπάνω, η ενέργεια του συστήματος αποθηκεύεται στον όγκο του ηλεκτρολύτη, ο οποίος μπορεί εύκολα και οικονομικά να κυμαίνεται από κιλοβατώρες έως δεκάδες μεγαβατώρες, ανάλογα με το μέγεθος τουτις δεξαμενές αποθήκευσης. Η ικανότητα ισχύος του συστήματος καθορίζεται από το μέγεθος της στοίβας των ηλεκτροχημικών στοιχείων. Η ποσότητα του ηλεκτρολύτη που ρέει στην ηλεκτροχημική στοίβα ανά πάσα στιγμή είναι σπάνια μεγαλύτερη από μερικά τοις εκατό της συνολικής ποσότητας ηλεκτρολύτη που υπάρχει (για ονομασίες ενέργειας που αντιστοιχούν σε εκφόρτιση στην ονομαστική ισχύ για δύο έως οκτώ ώρες). Η ροή μπορεί εύκολα να σταματήσει κατά τη διάρκεια μιας κατάστασης σφάλματος. Ως αποτέλεσμα, η ευπάθεια του συστήματος στην ανεξέλεγκτη απελευθέρωση ενέργειας στην περίπτωση των RFB περιορίζεται από την αρχιτεκτονική του συστήματος σε ένα μικρό ποσοστό της συνολικής αποθηκευμένης ενέργειας. Αυτή η δυνατότητα έρχεται σε αντίθεση με τις συσκευασμένες, ολοκληρωμένες αρχιτεκτονικές αποθήκευσης κυψελών (μόλυβδος-οξύ, NAS, Li Ion), όπου η πλήρης ενέργεια του συστήματος είναι συνδεδεμένη ανά πάσα στιγμή και διαθέσιμη για εκφόρτιση.

Ο διαχωρισμός ισχύος και ενέργειας παρέχει επίσης ευελιξία σχεδιασμού στην εφαρμογή RFB. Η ικανότητα ισχύος (μέγεθος στοίβας) μπορεί να προσαρμοστεί άμεσα στο σχετικό φορτίο ή στο στοιχείο παραγωγής. Η δυνατότητα αποθήκευσης (μέγεθος δεξαμενών αποθήκευσης) μπορεί να προσαρμοστεί ανεξάρτητα στις ανάγκες αποθήκευσης ενέργειας της συγκεκριμένης εφαρμογής. Με αυτόν τον τρόπο, τα RFB μπορούν να παρέχουν οικονομικά ένα βελτιστοποιημένο σύστημα αποθήκευσης για κάθε εφαρμογή. Αντίθετα, η αναλογία ισχύος προς ενέργεια είναι σταθερή για τις ενσωματωμένες κυψέλες τη στιγμή του σχεδιασμού και της κατασκευής των κυψελών. Οι οικονομίες κλίμακας στην παραγωγή κυττάρων περιορίζουν τον πρακτικό αριθμό των διαφορετικών σχεδίων κυψελών που είναι διαθέσιμα. Ως εκ τούτου, οι εφαρμογές αποθήκευσης με ενσωματωμένες κυψέλες θα έχουν συνήθως υπερβολική ισχύ ή ικανότητα ενέργειας.

Τα RFB μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: 1) trueμπαταρίες οξειδοαναγωγικής ροής, όπου όλα τα χημικά είδη που δραστηριοποιούνται στην αποθήκευση ενέργειας διαλύονται πλήρως σε διάλυμα ανά πάσα στιγμή. και 2) υβριδικές μπαταρίες ροής οξειδοαναγωγής, όπου τουλάχιστον ένα χημικό είδος τοποθετείται ως στερεό στα ηλεκτροχημικά στοιχεία κατά τη φόρτιση. Παραδείγματα αληθινών RFB περιλαμβάνουντα συστήματα βαναδίου-βαναδίου και σιδήρου-χρωμίου. Παραδείγματα υβριδικών RFB περιλαμβάνουν συστήματα ψευδαργύρου-βρωμίου και ψευδαργύρου-χλωρίου.