可再生能源转型涉及利用大自然的巨大力量。光滑的太阳能电池板由地球深处的银和二氧化硅锻造而成,将太阳耀眼的光能转化为电能。风力涡轮机每个叶片有12层楼那么大,点缀在被风吹过的田野的天际线上,为整个城市提供电力。
使这一切成为可能的最有价值的工具之一是什么?是什么秘密武器促成了这一戏剧性的能源转型?
电池。
电池帮助储存多余的能量。当电网在给定的时间内拥有所需的所有能量,但天气晴朗或有风,太阳能和风能系统仍在发电时,电池有助于储存剩余的电力。然后,当太阳下山,没有风的时候,电池可以释放储存的剩余能量,继续支持电力需求。虽然目前美国电网的大部分能源存储都是以抽水蓄能系统在美国,电池在存储领域的份额越来越大。
电网储能系统中最常见的电池类型是锂离子电池。锂离子电池的最初定位是笔记本电脑和手机,它重量轻,可以充电数千次而不损失大量容量。这使得它们成为电动汽车(ev)燃料的完美人选,电动汽车在当今的锂离子电池行业中占主导地位。金宝博的网址目前,全球电动汽车的锂离子电池容量约为电网储能容量的35倍(金宝博的网址700千兆瓦时(GWh) vs。20.性别、妇女和卫生的)。因此,目前大多数用于储能的锂离子电池都是用同样的材料制造的供应链和流程考虑到电动汽车行业更大的规模经济。
锂离子电池的组成部分是什么?
锂离子电池包括五个组件:阳极,阴极,正极和阴极之间的分离器,输送锂离子的电解质溶液,以及由铜和铝制成的电流收集器,将电池连接到电线上。
阳极通常由石墨制成。将石墨混合至完全均匀,然后涂在铝箔上。当制造阴极时,阴极会被加热两种最常见的化学反应是含有钴(镍镁钴或镍钴铝),还是不含钴,而是含有磷酸铁锂。对于任何一种类型,金属混合物混合均匀后涂在铜箔上。涂层箔然后用滚轮压缩,然后切成条。
组装组件
在典型的锂离子电池中,正极和负极分别与粘合剂混合以形成浆液,然后将浆液涂在集热器上。一旦干燥,阳极和阴极板与聚合物分离器之间放置堆叠。为了创造一个“袋细胞”,这些层交替堆叠形成一个矩形。为了形成“圆柱形电池”,层状堆叠被盘绕起来。阳极一端焊接在负电流收集器上,阴极另一端焊接在正电流收集器上。然后将该系统放置在电池外壳中,并添加电解质。
测试和激活
充电和放电组装电池-关键质量激活而测试步骤——约占制造过程时间的三分之一。
为了校准电池到所需的精确电流和电压,电池被精确调节的电量充放电。同时,锂离子被添加到阳极。(负极已经含有第一步制作阳极时的锂;添加到阴极的额外锂离子是为了额外的稳定性。)
最后,电池会经历一个“老化”过程,这与电动汽车和电网储能电池的老化过程相似。在一段通常持续数周的时间内,电池的电压被监测以确保稳定和稳定测试任何故障或者随着时间的推移而退化。一旦电池符合标准,它就会进入电网,为我们的可再生能源未来提供动力!
电池储能功能强大,而且还在不断增长
电池储能有助于为电网储存清洁能源。此外,电池的另一个小规模优势是它们在“微型电网”中的使用,这可以帮助个人和社区在电网因突发事件暂时离线时保持额外的照明时间188bet滚球直播或者自然灾害。
电池也可以用来协助高峰电力需求;目前,化石燃料驱动的“峰值电厂”通常用于在高需求时期提供能源,而不是电池。尽管这些工厂很少使用,但它们效率低下,污染严重,并导致了美国的碳排放。用电池存储系统取代峰值电厂将是美国气候行动和公共卫生的一大胜利。在2022年8月的一个令人振奋的例子中,特斯拉Powerwall电池在需求非常高的时候,加州数千个家庭集中电力并支持电网。
这个行业正在增长。从2020年到2021年,美国大规模安装电池储能系统增加了两倍从1.4吉瓦到4.6吉瓦。Wood Mackenzie据估计,到2026年,美国将新增超过630吉瓦的电池。储能系统部署的增加将促进专门为电网储能设计的电池技术的研究,包括新型锂离子电池和替代品。
成群结队的电池——一英亩又一英亩不起眼的固定金属盒子——是打开电池市场的关键可再生能源的未来.但是电池本身是可再生的吗?它们可以重复使用吗回收在他们生命的尽头?他们在哪里原材料来自哪里?我们如何确保其中有价值的内容被回收,而不是被浪费?点击了解更多!
那太阳能电池板和风力涡轮机呢?它们产生的电能被电池储存起来。看看我们之前的的帖子在太阳能电池板和风力涡轮机的生命周期!