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德丸龟鹤:住友电工液流电池的研发进展和项目介绍

作者:新闻中心 来源:数字储能网 发布时间:2013-09-16 浏览:
  中国储能网讯:9月8日,日本住友电工基础设施事业发展部部长德丸龟鹤先生出席了由中国储能网举办的“储能技术在微电网与分布式能源中的应用”高层研讨会,并在大会上发表了主题演讲。以下为演讲内容:

  这一页是全钒电池的原理和特长。输出功率(kW)部和容量(kWh)部独立→设计自由度大,大容量化容易。电池反应利用钒离子的价数变化来实现,V电解液可以半永久使用循环充放电性能好,不易劣化,使用寿命长。常温的条件下,启动和停止容易。正极和负极的电解液都是钒,因此没有混合分离问题,维护简单(安全)。汞停止状态下储液罐内电解液不放电(长时间停止状况下不发生能量损失)。单电池之间通过电解液循环混合,充电状态均匀,不需要调整重制。通过测量电解液的电位差,可以准确的监视电池的充电状态。

  这个是电池系统的结构,我们可以看到在这一页上面决定充放电时间长短的电解液贯彻到功率的电堆,可以独立进行设计,可以根据用户的需求来自由地设计功率和流量。

  这一页显示的说,我们在大约30年前开始研发液流电池,在2000年左右实现电池的产品化,这是我们电池销售业绩,包括电力公司、大学、工厂企业等等,这个领域是非常广泛的。下面介绍几个过去的销售案例,这一页显示的是平衡负载的案例,这是2001年日本一个大学的电池项目,电池输出功率是500千瓦,容量是10小时,从2001到2011年运行十年,电池安装在一层的应用,电堆是安装在电池柜,电池的使用方式我们可以看到,夜间储存电网所供应的廉价电力。白天用电高峰时放电,减少电网电力使用量。优点:利用昼夜电价差,达到削减电费目的。

  通过减少电网用电量,降低整体电费单价。降低受电设备规格,减少投资,提高电力供应设备运行效率。

  下面我们来看一下瞬间防止电压瞬降和削减高峰的用途。这一页是01年开始到07年安装的液晶工厂的电池,输出功率是1.5兆瓦,流量是1小时,平时执行的是1.5兆瓦削峰填谷的模式,当电压下降的时候,以3兆瓦持续1.5秒,如果有了这个电池以后,可以发挥瞬间,相当于以一倍的输出功率的特性,瞬间给予响应,为工厂提升负荷,减少共同的损失。[page]
  这一页是和光伏发电的配套使用,电池是装在太阳能发电的下方,它是白天平滑太阳能发电,并且充电,白天的时候释放出来用。这一页是风力发电平滑输出的案例,这个上面标题没有显示住来,我们这个是05年到08年在日本北海道进行风电厂的平滑输出的项目,这是日本产业研发机构委托我们做的一个项目,风电厂里面有19台风级,是30兆瓦左右,配的电池是4兆瓦,容量是1.5小时,电池分为4组,每一组是1兆瓦,可以根据体的风机的发电情况来进行控制,可以让一部分电池停止运转,提高它的效率。在这个项目当中是做了3年,在这个当中包括不完全的充放电,次数是27万次,这个27万字可以很好的说明一流电池充放电的循环寿命非常长。

  上面一页介绍的是过去电池销售的一些案例,下面我们说一下公司下一代开发电池的情况,我们进行两个示范项目,一个在横滨工厂做的大规模的兆瓦级系统,还有在大阪级的工厂做的微型智能电网的实验。首先是横滨的兆瓦级的发电功能的项目,去年7月份我们在工厂里面安装了我们自己研发的还原液流电池和聚光光伏电池安装在上面,和其他的供电系统统一在能源管理系统来统一的管理和验证。

  这一页是验证项目的整体的照片,这个液流电池功率是1兆瓦5个小时,光伏是100千瓦,这个当中液流电池当时属于世界上最大规模,它是分装在八个集装箱里面进行安装的。集装箱是分三组一个是四个一组,是500千瓦,另外两个是250千瓦共两组,一共是三组。在能源管理系统当中,所有的电气设备通过它来统一的管理,它的功能是对光伏发电的输出,或者是充电的电器或者是异常情况都可以通过统一的管理,还可以及时显示信息,还可以通过互联网管理等等。

  我们是7月份开始示范项目的,8月份的项目当时发改委的张平主任到我们公司来考察这个项目,也给我们这个项目给予高度的评价,希望我们早日把储能技术和其他的技术,就是智能电网技术早日开发出来,为解决环境问题做出一些贡献。[page]
  这一页就是说,验证的是工作模式有三种,首先是削峰填谷,这个是在夜间利用充电在白天高峰时候放电,削减高峰时候的电率量;第二个模式叫做光伏发电的输出平滑化,我们设计了聚光光伏发电,会对输出波段进行补偿,可以提高光伏发电的上网量;最后一个是计划发电,通过受天气影响的光伏发电输出和电池进行组合,这样做到有计划发电,可以提高光伏发电的价值。国家也是更早一些时期陆续出台一些支持光伏发电的政策,包括价格方面的补贴等等,我们也是预想今后在用电量比较大的工业企业当中,可以加快引用光伏式发电,有这样一个趋势,我们现在在横滨工厂做的项目,也许会为将来中国市场的推广上带来一些启示。

  这一页是我们在大阪工厂从2011年6月份进行的开始叫做微电网的实现,包括几种可再生能源的发电,以及我们研发的液流电池和聚光光伏发电,各个设备之间红色线代表直流线连接起来,负荷方面有照明、汽车等等。

  在这个项目当中,各个电源发的电输出是通过液流电池来保持它的电压稳定,主要通过电池的充放电进行补偿的控制,维持对供需的平衡。

  它的电池的重要性,我们想可以通过这张图来说明。这个图就是说,电池在运转的时候是通过充放电来控制平衡,使电压保持在350伏这么一个稳定的水平上。如果你在中间把这个电池关掉的话电压是有瞬间比较大的波动,电压会变得很不稳定。我们想通过这个数据可以很好的理解到在微电网系统中电池的重要性。

  最后我们解释一下我们公司刚刚拿到一个大型示范项目的情况。我们公司和北海道电力公司拿到一个大型蓄电池示范项目,这张图显示的是项目完工时候的示意图。

  在北海道由于风电和光伏发电增加非常迅速,电力公司开始担心输出功率的变化会不会对频率,一些和电能质量相关的因素负荷对它造成影响,我们要做的示范项目的目的就是说,在北海道电力的变电站里面安装电池进行调频方面的研究。这一页没有显示出全部的内容,这个当中电池的规模是这样的,在这个下方写的电池功率是15兆瓦,容量是4个小时一共是60兆瓦时这么一个规模,虽然额定功率是15兆瓦时,我们电池特性就是在瞬间可以持续以两倍功率进行放电可以达到30兆瓦这么一个特征。这是我们公司到目前为止拿到的最大的一个项目。我们计划是2015年上半年会完工,然后下面进行验证,为期三年,目的是除了进行调频方面研究,还会在电网测配制电池,来找出问题的方法同时研究,同时还会继续推进电池的成本工作,让它在将来具备一定的规模性和经济性。

  我的演讲到此结束,谢谢大家!(本稿未经演讲者本人最终确认)
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关键字:住友 电工 电池

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