Электрохимические элементы сложены вместе, чтобы сформировать электрические батареи, необходимые для хранения электроэнергии на основе электрохимического накопления энергии.
Существенными преимуществами аккумуляторных батарей являются экономичная перезарядка и повторное использование. Они не загрязняют окружающую среду с минимальным воздействием на окружающую среду. Их поток энергии зависит от зарядки и разрядки.
Различные важные факторы, связанные с эффективностью и ожидаемым сроком службы перезаряжаемой батареи, включают влияние температуры, глубину разрядки и цикл перезарядки.
Будучи чувствительным к окружающей среде, аккумулятор может подвергаться неблагоприятному воздействию изменений температуры, вызванных зарядкой и разрядкой. Кроме того, срок службы батареи обратно пропорционален степени разрядки.
Свинцово-кислотные, литий-ионные и натрий-серные — вот некоторые из типов аккумуляторов для локальных систем хранения энергии.
Свинцово-кислотный аккумулятор
Свинцово-кислотный аккумулятор является одним из наиболее широко используемых аккумуляторов. Он состоит из свинца и диоксида свинца в качестве катодов в электролитическом растворе серной кислоты. Поток электрического тока обусловлен проводимостью между анодом и катодом во время процесса разрядки.
К преимуществам относятся низкая стоимость, хорошая эффективность, простота переработки и пригодность для источников бесперебойного питания. Его недостаток в том, что свинец является ядовитым металлом, который может быть вредным.
Он имеет небольшой срок службы, около 1000 циклов (зарядка и разрядка), что становится серьезным, когда речь идет о крупномасштабных приложениях для хранения энергии.
Литий-ионный аккумулятор
Литий-ионные аккумуляторы — это более коммерческие аккумуляторы с основными областями применения, охватывающими электронные устройства, такие как смартфоны и ноутбуки. При почти удвоенном напряжении (3,7 V) литий-ионный аккумулятор лучше чем свинцово-кислотный.
Он имеет трехслойную конструкцию с первым слоем литиевого соединения (анод), вторым слоем графита (катод) и третьим слоем изолятора, расположенным между первым и вторым слоями.
Его преимущества включают легкий вес, быстрое реагирование, низкий уровень саморазряда и меньшее техническое обслуживание. Однако литий-ионные батареи сталкиваются с проблемами стоимости и безопасности, которые препятствуют их распространению в энергосистемах.
По сравнению со свинцово-кислотными батареями литиевые батареи имеют более высокий КПД, более длительный срок службы и большую глубину разряда (около 80%).
Но литиевые батареи не являются экономически эффективными по сравнению со свинцово-кислотными батареями. Литий-ионные аккумуляторы больше всего подходят для домашних систем накопления энергии с использованием солнечных батарей, хотя это экономически нецелесообразно по сравнению с другими батареями.
Натриево-серная батарея
В натрий-серных батареях электролит находится в твердом состоянии, но оба электрода находятся в расплавленном состоянии, то есть расплавленный натрий и расплавленная сера являются электродами. С технологической точки зрения натрий-серный аккумулятор очень перспективен, так как имеет очень высокий КПД (около 90%), большую удельную мощность, более длительный срок службы (4500 циклов) и глубину разряда 80%.
Эксплуатация натрий-серных батарей требует высокой температуры для сжижения натрия, что очень сложно в эксплуатации и увеличивает стоимость эксплуатации. Натриевые батареи представляют опасность для атмосферы, так как опасно, когда жидкий натрий вступает в контакт с водой.
