釩電池互補儲能測試及控制系統教學平臺|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:系統使用壽命長；循環效率高；支持頻繁充放電；支持過充過放，支持深度充放電(DOD>80%）；能夠實現快速充放電；啟動速度快；電池系統定制化，功率與容量可獨立設計；維護成本低，運營成本低；環保無污染，無噪音。
        全釩液流電池主要應用于大規模電能儲存，在風力發電、光伏發電、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。 
        本系統利用釩電池作為風力發電或者光伏發電的互補儲能元件，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的測量與控制，實現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）自主研發的全釩液流儲能電池－LED屏幕示范系統，自2007年7月至今已*連續運行超過一年，累計運行時間 超過8800小時，電池系統的輸出性能未見明顯衰減。該示范系統由千瓦級電池系統、能量管理控制系統和負載（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。上述成果表明全釩液流儲能電池的穩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。該系統由10個額定輸出為 10kW的全釩液流電池模塊組成，這也是迄今國內規模zui大的液流儲能電池系統。目前，已完成系統設計、集成和調試等工作，正在對系統進行優化和測試。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％。通過對系統的進一步優化，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，全釩液流電池在規模儲能方面具有*的優勢，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，系統設計靈活；電池的 可靠性高，可深度放電；系統運行和維護費用低；尤其具有運行安全和環境友好等優點，因此成為大規模儲能技術的*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，還可用于電力系統的“削峰添谷”，實現節能減排；用作分 布式發電系統的儲能單元，實現分布式發電的穩定發電，提高發電的可靠性，并實現分布式發電與大電網的并網；用于調節可再生能源（如太陽能、風能等）發電，實現可再生能源發電的連續性和穩定性；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工作得到了國家科技部和博融（大連）產業投資公司的資助。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、建立和優化系統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化進程，在可再生能源發電的普及應用及節能減排中發揮重要作用。

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