Nova direção para armazenamento de energia a longo prazo: bateria de fluxo de vanádio

Nova direção para armazenamento de energia a longo prazo: bateria de fluxo de vanádio

A bateria de fluxo de vanádio é uma bateria redox com vanádio como meio. Seu nome completo é Bateria de fluxo redox de vanádio (VFB), que foi proposto por Marria Kacos da Universidade de New South Wales, Austrália em 1985. O sistema de armazenamento de energia da bateria de vanádio tem alta eficiência de armazenamento de energia e pode ser amplamente utilizado no armazenamento de energia de usinas de energia. Ele pode armazenar o excesso de eletricidade sob carga baixa e inserir eletricidade na rede como fonte de energia auxiliar sob carga alta, reduzindo o desperdício de energia.

As baterias de vanádio podem armazenar energia por muito tempo. Quando ocorre uma emergência, o eletrólito armazenado pode ser imediatamente colocado em uso, o que é muito mais rápido do que os dispositivos de geração de energia de emergência. Pode ser usado como fonte de alimentação de emergência após uma queda de energia. Como as fontes de energia intermitente, como a eólica e a fotovoltaica, têm baixa estabilidade de geração de energia, flutuações e oscilações de tensão e não podem formar uma fonte de alimentação estável, é necessário um sistema de armazenamento de energia de alta eficiência e baixo custo para cooperar com ela. As baterias de vanádio atendem a esse requisito e possuem energia de armazenamento ajustável, capacidade e estado de carga fáceis de monitorar e ajuste flexível da potência de carga e descarga de acordo com as necessidades.

As baterias de vanádio têm uma baixa taxa de autodescarga e alta energia específica e podem ser usadas para construir estações de energia de baterias de vanádio em grande escala, reduzindo bastante a demanda por instalação de equipamentos de transmissão de longa distância. Eles têm eficiência econômica muito superior e reduzem os riscos à segurança provocados por um grande número de equipamentos de transmissão de alta tensão.

A bateria de fluxo de vanádio tem as seguintes vantagens:
Flexibilidade de configuração. A bateria de vanádio possui um design flexível. A potência de saída da bateria é determinada pelo tamanho da pilha de baterias. Aumentar o número de células individuais e a área efetiva pode aumentar a potência da pilha de baterias. A capacidade da bateria é determinada pela quantidade de eletrólito. Aumentar o volume e a concentração do eletrólito pode aumentar a capacidade da bateria. A potência e a capacidade podem ser ajustadas de acordo com o tamanho da carga de vários locais e campos de aplicação. Para novas centrais eléctricas de grande escala, aumentar a capacidade de armazenamento de energia pode reduzir o custo nivelado por quilowatt-hora.

Bateria de longa duração. A bateria de vanádio tem um número de ciclos superior a 13.000 vezes e uma vida útil de mais de 20 anos. O carregamento profundo e a descarga profunda do sistema não afetarão o desempenho da bateria e a profundidade de descarga do sistema (DOD) é ≥90%. Carregar e descarregar em alta densidade de corrente rápida não danificará a bateria.

Alta segurança. As baterias de vanádio são sistemas à base de água que quase não requerem gerenciamento térmico, estão livres de riscos de explosão e incêndio e estão equipadas com dispositivos à prova de vazamentos para evitar vazamento de eletrólito.

Ecologicamente correto. Os eletrólitos positivos e negativos das baterias de vanádio não entram em contato direto, podem ser reciclados indefinidamente e não poluem o meio ambiente. Os eletrodos nos materiais da pilha da bateria são feitos de feltro de carbono/grafite, e as placas bipolares são feitas principalmente de grafite ou materiais de carbono, que não poluirão o meio ambiente após serem descartados. Outros materiais são principalmente materiais poliméricos e podem ser reciclados.

Baixo custo do ciclo de vida. As baterias de vanádio requerem um grande investimento inicial e os custos de material representam uma grande proporção, portanto o custo unitário do investimento é superior ao das baterias de lítio, mas têm a vantagem da durabilidade. Do ponto de vista dos custos do ciclo de vida, o custo de construção das baterias de fluxo de vanádio é muito inferior ao das baterias de chumbo-ácido e das baterias de íon-lítio.