Social Climate Tech News

Mon 26 09 2022
Image

Microgrids Hur Vanadium Flow Batteries expanderar applikationer

by bernt & torsten

Ökande efterfrågan på pålitlig energi, åldrande allmännyttiga infrastrukturer, stigande energikostnader och energiresursbrist är några anledningar till att mikronät ökar i popularitet nu.

Mikronät är små elnät som kan ansluta till det större elnätet eller koppla ur och fungera oberoende med sin strömkälla.

Ökande efterfrågan på pålitlig energi, åldrande allmännyttiga infrastrukturer, stigande energikostnader och energiresursbrist är några anledningar till att mikronät ökar i popularitet nu.

Mikronät är små elnät som kan ansluta till det större elnätet eller koppla ur och fungera oberoende med sin strömkälla.

Den amerikanska militären har länge trott att mikronät är ett effektivt sätt att säkra och stabilisera driften av kritiska anläggningar – vilket minskar deras sårbarhet för nätavbrott, cyberattacker och till och med fysiska infrastrukturattacker.

Den offentliga sektorn ser också värdet av mikronät

Till exempel, i Kalifornien, där elbolag ofta måste upprätthålla rullande strömavbrott (eller brownouts) under maximal energianvändning, kan mikronät tillåta samhällen att behålla sin ström på.

Dessutom kan avlägsna samhällen som lämnats utan ström under längre perioder efter naturkatastrofer överbrygga klyftan med ett mikronät.

Microgrids är också värdefulla för telekomföretag som behöver en reservströmförsörjning för att hålla sina telekommunikationssystem fungerande dygnet runt.

Så hur skapas så många fler mikronät nu? Vad har förändrats på marknaden som har gjort mikronät så mycket lättare att skapa?

Svaret ligger i “Vanadium Flow Batteries”

Vanadinflödesbatterier har kommersiella fördelar jämfört med andra energilagringssystem på grund av deras inneboende effektivitet och livscykler som inte existerar med andra energilagringstekniker.

USA:s energiminister Jennifer Granholm twittrade följande: “Flödesbatterier gör att energin flödar mer tillförlitligt … det är därför de är bra för nätlagring, och det är därför vi investerar $$ i dem! Renare, effektivare energi för alla.”

Det är också därför Dr. Ted Roberts, en internationellt erkänd expert och innovatör inom elektrokemisk teknik, föredrar vanadinflödesbatterier, som har lång livslängd och är lätta att återvinna.

Han säger att de är väl lämpade för stationär ellagring, som att lagra solenergi under dagtid och sedan använda den på natten.

Tack vare den enorma potentialen hos vanadinflödesbatterier har banbrytande företag utvecklat en revolutionerande serie batterirelaterade produkter som ekonomiskt kan lagra och leverera stora mängder elektrisk energi vid behov.

Samtidigt har produkterna lång livslängd och låga underhållskostnader och är skalbara ur både effekt- och energikapacitetsperspektiv.

Går med strömmen

Så vad är egentligen ett vanadinflödesbatteri? Ett flödesbatteri är en typ av uppladdningsbart batteri där energin lagras kemiskt i flytande elektrolyter. Till skillnad från konventionella batterier som håller alla sina reaktiva material i cellerna, håller ett flödesbatteri elektrolyten i tankar.

Elektrolyten pumpar genom cellerna och genererar elektrisk energi genom en kemisk reaktion som sker när elektrolyten passerar genom cellstapeln.

Vätskan återförs sedan till tankarna. Det finns två elektrolyter, en positivt laddad och en negativt laddad.

Vanadin kan naturligt existera i fyra olika oxidationstillstånd

Varje elektrolyttank laddas med vanadin i olika redoxpar. De två elektrolyterna blandas inte utan separeras i cellstapeln av ett tunt membran som bara låter utvalda joner strömma igenom.

I cellerna finns också mycket stabila kolelektroder tillverkade enligt en patentskyddad process och formulering, där kemisk energiöverföring till elektrisk energi sker. Reaktionerna involverar endast förändring av oxidationstillståndet för vanadinpentoxiden, och elektroderna förändras inte fysiskt eller kemiskt.

Dessutom leder närvaron av vanadin i båda elektrolyttankarna inte till korskontaminering av metallarterna, eftersom det sker med någon annan teknik som använder olika metaller. Därför kan ett stort antal laddnings- och urladdningscykler, mer än 20 000 cykler, utföras utan någon signifikant minskning av kapaciteten.

För applikationer på nätet fyller vanadinflödesbatterier många roller, inklusive traditionell batteribackup och skiftning av energianvändning till en lägre användningstid.

På avlägsna platser fungerar dessa batterier bra på platser som använder en “hybrid” eller cykelstrategi där en dieselgenerator kombineras med förnybar energi som vind eller sol för att driva cellulära och mikrovågsanläggningar.

På denna marknad erbjuder vanadinflödesbatterier omedelbara fördelar som lägre livscykelkostnader, minimalt underhåll och längre urladdningskapacitet, med slutanvändare som upplever korta återbetalningscykler för många system.

De ytterligare miljöfördelarna inkluderar en betydande minskning av dieselutsläppen och minimala avfallsproblem.

En mer miljövänlig kraftlösning

För närvarande förlitar sig många leverantörer av telekommunikationstjänster på dieselgeneratorer som en primär elektrisk kraftkälla på avlägsna telekomplatser där elnätet inte är tillgängligt.

Till exempel ger dieselgeneratorer ofta primärkraft till mikrovågsstationer som ligger på toppen av berg eller avlägsna öar.

Nu med vanadinflödesbatterier kan den kraften erhållas mycket grönare. Flödesbatterier minskar dieselmotorns gångtid, ökar effektiviteten, minskar bränsleförbrukningen och kostnaderna och minimerar utsläppen från kolbaserade bränslen.

Connexus Energy tecknade nyligen ett avtal med tillverkaren av vanadinflödesbatterier StorEn Technologies om att driva ett 20KW/100KWhr Vanadium Flow Battery-system i en levande miljö på Connexus huvudkontor. Vanadinflödesbatterier kommer att användas i olika verktygsbaserade applikationer, inklusive mikronät, EC-laddningsstöd, solenergistöd och mer.

Vi behöver mikronät

Behovet av mikronät för att leverera reservkraft och för att ersätta mindre effektiva bly/syra-batterier växer för varje dag. Vanadinflödesbatterier har visat sig vara den idealiska strömkällan för dessa små elnät som ger fördelar som:

Ökad tillförlitlighet

  • Förbättrad livslängd för reservkraftsystemet
  • Och dramatiskt förbättrad prestanda genom snabb laddningscykel
  • Endast vanadinflödesbatteritekniken tillåter industrier att kostnadseffektivt “inventera” el i stor skala och sedan använda denna elektriska energi vid behov.

Dessutom, till skillnad från andra batteriteknologier, förlorar den inte kapacitet efter tusentals laddnings- och urladdningscykler.

Share: