장기 에너지 저장의 새로운 방향: 바나듐 플로우 배터리

장기 에너지 저장의 새로운 방향: 바나듐 플로우 배터리

바나듐 흐름 전지는 바나듐을 매질로 하는 산화환원 전지이다. 그것의 전체 이름은 바나듐 레독스 흐름 배터리 (VFB)는 1985년 호주 뉴사우스웨일스 대학의 Marria Kacos가 제안한 것입니다. 바나듐 배터리 에너지 저장 시스템은 에너지 저장 효율이 높아 발전소 전력 저장에 널리 사용될 수 있습니다. 낮은 부하에서는 잉여 전력을 저장하고, 높은 부하에서는 보조 전원으로 전력망에 전기를 입력하여 에너지 낭비를 줄일 수 있습니다.

바나듐 배터리는 오랫동안 에너지를 저장할 수 있습니다. 비상사태가 발생하면 저장된 전해질을 즉시 사용할 수 있어 비상 발전 장치보다 훨씬 빠릅니다. 정전 후 비상 전원 공급 장치로 사용할 수 있습니다. 풍력, 태양광 등 간헐적 에너지원은 발전 안정성이 낮고, 전압 변동 및 플리커 현상이 발생하여 안정적인 전력공급을 형성할 수 없기 때문에 이에 협조할 수 있는 고효율, 저비용의 에너지 저장 시스템이 필요하다. 바나듐 배터리는 이러한 요구 사항을 충족하며 저장 에너지를 조정할 수 있고 용량 및 충전 상태를 쉽게 모니터링할 수 있으며 필요에 따라 충전 및 방전 전력을 유연하게 조정할 수 있습니다.

바나듐 배터리는 자체 방전율이 낮고 비에너지가 높으며 대규모 바나듐 배터리 발전소를 구축하는 데 사용할 수 있어 장거리 전송 장비 설치에 대한 수요를 크게 줄입니다. 경제성이 매우 뛰어나고 다수의 고전압 송전 장비로 인해 발생하는 안전 위험을 줄여줍니다.

바나듐 흐름 배터리에는 다음과 같은 장점이 있습니다.
구성 유연성. 바나듐 배터리는 유연한 디자인을 가지고 있습니다. 배터리의 출력 전력은 배터리 스택의 크기에 따라 결정됩니다. 단일 셀 수와 유효 면적을 늘리면 배터리 스택 전력을 높일 수 있습니다. 배터리의 용량은 전해질의 양에 따라 결정됩니다. 전해질의 부피와 농도를 높이면 배터리 용량을 늘릴 수 있습니다. 다양한 적용 현장 및 분야의 부하 크기에 따라 전력 및 용량을 조정할 수 있습니다. 대규모 신에너지 발전소의 경우 에너지 저장 용량을 늘리면 킬로와트시당 균등화 비용을 줄일 수 있습니다.

긴 배터리 수명. 바나듐 배터리는 13,000회 이상의 사이클 횟수와 20년 이상의 수명을 자랑합니다. 시스템의 완전 충전 및 완전 방전은 배터리 성능에 영향을 미치지 않으며 시스템 방전 깊이(DOD)는 ≥90%입니다. 빠르고 높은 전류 밀도로 충전 및 방전해도 배터리가 손상되지 않습니다.

높은 안전성. 바나듐 배터리는 열 관리가 거의 필요하지 않은 수성 시스템으로 폭발 및 화재 위험이 없으며 전해액 누출을 방지하는 누출 방지 장치가 장착되어 있습니다.

환경 친화적입니다. 바나듐 배터리의 양극 및 음극 전해질은 서로 직접 접촉하지 않으며 무한정 재활용될 수 있으며 환경을 오염시키지 않습니다. 배터리 스택 재료의 전극은 탄소/흑연 펠트로 만들어지며, 양극판은 대부분 흑연 또는 탄소 재료로 만들어져 폐기 후에도 환경을 오염시키지 않습니다. 기타 재료는 대부분 폴리머 재료로 재활용이 가능합니다.

낮은 수명주기 비용. 바나듐 전지는 초기 투자비가 많이 들고, 재료비도 큰 비중을 차지해 단위 투자비가 리튬 전지보다 높지만 내구성이 좋은 장점이 있다. 수명주기 비용 측면에서 바나듐 플로우 배터리의 구성 비용은 납축 배터리 및 리튬 이온 배터리보다 훨씬 저렴합니다.