全钒液流电池系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种全钒液流电池系统，所述全钒液流电池系统包括：全钒液流电池、调温装置和蓄热装置，全钒液流电池包括电堆和电解液储罐，电堆经管路与电解液储罐相连；调温装置包括存储箱和换热器，存储箱用于存储第一换热介质，存储箱经管路与换热器相连以向换热器输送第一换热介质，换热器设在电解液储罐内，以使流经换热器的第一换热介质与电解液储罐内的电解液进行换热；蓄热装置设在存储箱与换热器之间的管路上，蓄热装置用于存储热能并利用存储的热能对第一换热介质进行加热。由此，该系统同时具有加热与冷却两种功能，保证了全钒液流电池在各种环境温度下均能正常工作，显著拓展了全钒液流电池的应用范围。显著拓展了全钒液流电池的应用范围。显著拓展了全钒液流电池的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
全钒液流电池系统


[0001]本技术涉及电力储能
，尤其涉及一种全钒液流电池系统。

技术介绍

[0002]目前，已建成的风电站、光伏电站等发电站，清洁能源发电量巨大。受限于新能源发电技术先天存在的不稳定、不连续、不可控性，风电、光伏必须配套建设大规模的储能电站，用来平抑新能源电站的发电功率波动，实现发电量与电网需求量的实时匹配。
[0003]全钒液流电池属于电化学储能的一种，全钒液流电池具有储能规模大、安全性高、充放电循环寿命长、生命周期中性价比高等优点，因此，建设全钒液流电池储能站以配合新能源电站使用。然而，全钒液流电池存在着工作温度要求高的问题，全钒液流电池在高温或低温环境下的应用受到了正常工作温度的严重制约。

技术实现思路

[0004]本技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
[0005]全钒液流电池利用VO2+/VO2+、V2+/V3+两对氧化还原电堆的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质，通过外接的泵，将电解液运输至电池堆内的正极室和负极室，使其在不同的储液罐和半液态的闭合回路中循环流动，并采用离子交换膜作为电池的隔膜，电解质的溶液流过电极表面产生了电化学反应，从而实现钒电池的充放电过程。
[0006]然而，该电池存在着工作温度要求高的问题。钒电池正常工作的环境温度要求保持在0
‑
45℃，温度过低会导致电解液凝固，而温度过高则会导致溶液中的V5+形成V2O5固体析出，堵塞电解液通道，导致电池报废。因此，全钒液流电池在高温或低温环境下的广泛应用受到了正常工作温度的严重制约。
[0007]另外，该电池能量密度低，同等容量下，其体积、质量可达锂电池的3
‑
5倍，如果建成大型的储能电站，其占地规模将会是成百上千亩的，若想用加热装置保证其低温下的正常工作，则该加热装置必须具备大面积供暖的能力。
[0008]本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0009]为此，本技术的实施例提出一种具有加热与降温两种功能的全钒液流电池系统。
[0010]本技术实施例的全钒液流电池系统包括：全钒液流电池、调温装置和蓄热装置，所述全钒液流电池包括电堆和电解液储罐，所述电堆经管路与所述电解液储罐相连；所述调温装置包括存储箱和换热器，所述存储箱用于存储第一换热介质，所述存储箱经管路与所述换热器相连以向所述换热器输送第一换热介质，所述换热器设在所述电解液储罐内，以使流经所述换热器的第一换热介质与所述电解液储罐内的电解液进行换热；所述蓄热装置设在所述存储箱与所述换热器之间的管路上，所述蓄热装置用于存储热能并利用存储的热能对第一换热介质进行加热。
[0011]本技术实施例的全钒液流电池系统，存储箱与换热器相连以向换热器输送第
一换热介质，并将换热器设在电解液储罐内。若工作环境温度过高导致电解液储罐内电解液的温度过高时，第一换热介质作为冷却介质，以对电解液进行降温冷却。若工作环境温度过低导致电解液储罐内电解液的温度过低时，蓄热装置对第一换热介质进行加热，以将加热后的第一换热介质中热量传递给电解液，使电解液的温度升高。由此，该系统同时具有加热与冷却两种功能，保证了全钒液流电池在各种环境温度下均能正常工作，显著拓展了全钒液流电池的应用范围。
[0012]由此，本技术实施例的全钒液流电池系统解决了工作环境温度对全钒液流电池造成影响的问题。
[0013]在一些实施例中，所述蓄热装置包括集热组件、高温储罐、低温储罐和加热器；所述低温储罐与所述集热组件相连，所述集热组件与所述高温储罐相连，以使所述低温储罐内的低温的第二换热介质经所述集热组件加热并输送至所述高温储罐内；所述高温储罐经管路与所述加热器相连以向所述加热器输送高温的第二换热介质，所述加热器设在所述存储箱与所述换热器之间的管路上，所述加热器用于利用第二换热介质中的热能对流经所述加热器的第一换热介质进行加热，所述加热器与所述低温储罐相连以向所述低温储罐输送换热后的第二换热介质。
[0014]在一些实施例中，所述高温储罐经管路与所述低温储罐相连，所述高温储罐与所述低温储罐之间的管路上设有第一换热调节阀，所述高温储罐与所述加热器之间的管路上设有第二换热调节阀。
[0015]在一些实施例中，所述第二换热介质为熔盐，所述集热组件包括熔盐泵、集热器和反射镜，所述低温储罐经熔盐泵与所述集热器相连以向所述集热器输送低温的第二换热介质，所述反射镜用于汇聚太阳光并将太阳光反射至集热器上，所述集热器用于利用太阳光中的热能对第二换热介质进行加热并生成高温的第二换热介质，所述集热器与所述高温储罐相连以向所述高温储罐输送高温的第二换热介质。
[0016]在一些实施例中，所述存储箱与所述换热器之间的管路包括第一传输管和第二传输管；所述第一传输管的一端与所述存储箱的输出端相连，所述第一传输管的另一端与所述换热器的输入端相连，所述加热器设在所述第一传输管上；所述第二传输管的一端与所述换热器的输出端相连，所述第二传输管的另一端与所述存储箱的输入端相连。
[0017]在一些实施例中，所述第一传输管包括第一管部和第二管部，所述存储箱的输入端经所述第一管部与所述加热器相连，所述加热器经所述第二管部与所述换热器相连。
[0018]在一些实施例中，所述第一管部上设有水泵和水量调节阀。
[0019]在一些实施例中，所述第二管部上设有蒸汽调节阀，所述电解液储罐上设有温度传感器，所述温度传感器与所述蒸汽调节阀相连。
[0020]在一些实施例中，所述第一换热介质为除盐水。
[0021]在一些实施例中，所述换热器为螺旋管式换热器。
附图说明
[0022]图1是本技术实施例的全钒液流电池系统的示意图。
[0023]附图标记：
[0024]全钒液流电池1、电堆11、电解液储罐12、温度传感器121
[0025]存储箱21、换热器22、
[0026]蓄热装置3、高温储罐31、第一换热调节阀311、第二换热调节阀312、低温储罐32、加热器33、熔盐泵34、集热器35、反射镜36、
[0027]第一传输管41、第二传输管42、水泵43、水量调节阀44、蒸汽调节阀45。
具体实施方式
[0028]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0029]下面结合附图描述本技术实施例的全钒液流电池系统。
[0030]如图1所示，本技术实施例的全钒液流电池系统包括：全钒液流电池1、调温装置和蓄热装置3。
[0031]全钒液流电池1包括电堆11和电解液储罐12，电堆11经管路与电解液储罐12相连。调温装置包括存储箱21和换热器22，存储箱21用于存储第一换热介质，存储箱21经管路与换热器22相连以向换热器22输送第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全钒液流电池系统，其特征在于，包括：全钒液流电池，所述全钒液流电池包括电堆和电解液储罐，所述电堆经管路与所述电解液储罐相连；调温装置，所述调温装置包括存储箱和换热器，所述存储箱用于存储第一换热介质，所述存储箱经管路与所述换热器相连以向所述换热器输送第一换热介质，所述换热器设在所述电解液储罐内，以使流经所述换热器的第一换热介质与所述电解液储罐内的电解液进行换热；蓄热装置，所述蓄热装置设在所述存储箱与所述换热器之间的管路上，所述蓄热装置用于存储热能并利用存储的热能对第一换热介质进行加热。2.根据权利要求1所述的全钒液流电池系统，其特征在于，所述蓄热装置包括集热组件、高温储罐、低温储罐和加热器；所述低温储罐与所述集热组件相连，所述集热组件与所述高温储罐相连，以使所述低温储罐内的低温的第二换热介质经所述集热组件加热并输送至所述高温储罐内；所述高温储罐经管路与所述加热器相连以向所述加热器输送高温的第二换热介质，所述加热器设在所述存储箱与所述换热器之间的管路上，所述加热器用于利用第二换热介质中的热能对流经所述加热器的第一换热介质进行加热，所述加热器与所述低温储罐相连以向所述低温储罐输送换热后的第二换热介质。3.根据权利要求2所述的全钒液流电池系统，其特征在于，所述高温储罐经管路与所述低温储罐相连，所述高温储罐与所述低温储罐之间的管路上设有第一换热调节阀，所述高温储罐与所述加热器之间的管路上设有第二换热调节阀。4.根据权利要求2所述的全钒液流电池系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林，张鹏，刘辉，赵景涛，陈余土，牛佩，赵如宇，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：