关键词：全钒液流电池、光伏发电、别墅太阳能发电

 

全钒液流电池(VRB，也常简称为钒电池）于1985年由澳大利亚新南威尔士大学的MarriaKazacos提出。作为一种电化学系统，钒电池把能量储存在含有不同价态钒离子氧化还原电对的电解液中。

全钒液流电池(VFB)正极电对为VO²⁺/VO₂⁺ ,负极为V²⁺/V³⁺。电解质在电池中循环。与应用于光伏发电领域的别墅太阳能发电电池相比，全钒液流电池充电时，电极发生如下反应：

正极：VO²⁺+H₂O-e→VO₂⁺+2H⁺

负极：V³⁺+e→V²⁺

总反应:VO²⁺+H₂O+V³⁺→V²⁺+VO₂⁺+2H⁺

全钒液流电池的标准电动势为1. 26 V，实际使用中，由于电解液浓度、电极性能、隔膜电导率等因素的影响,开路电压可达到1. 5〜1. 6 V，但此结构的电池还未应用关于别墅太阳能发电电池中去。

与应用于光伏发电领域的别墅太阳能发电电池相比，全钒液流电池有以下特点：

 

（1）输出功率和储能容量可控。与光伏发电电池相比，此电池的输出功率取决于电堆的大小和数量，储能容量取决于电解液容量和浓度，因此它的设计非常灵活，要增加输出功率，只要增加电堆的面积和电堆的数量，要增加储能容量，只要增加电解液的体积。

 

（2）安全性高。目前所开发的电池系统主要以水溶液为电解质，电池系统无潜在的爆炸或着火危险。

 

（3）启动速度快。如果电堆里充满电解液可在2min内启动，在运行过程中充放电状态切换只需要0.02 s。

 

（4）电池倍率性能好。全钒液流电池的活性物质为溶解于水溶液的不同价态的钒离子，在全钒液流电池充、放电过程中，仅离子价态发生变化，不发生相变化反应，充放电应答速度快。

 

（5）电池寿命长。电解质金属离子只有钒离子一种，不会发生正、负电解液活性物质相互交叉污染的问题，电池使用寿命长，电解质溶液容易再生循环使用。

 

（6）电池自放电可控。在系统处于关闭模式时，储罐中的电解液不会产生自放电现象。

 

（7）制造和安置便利。液流电池选址自由度大，系统可全自动封闭运行，无污染，维，护简单，操作成本低。

 

（8）电池材料回收和再利用容易。液流电池电池部件多为廉价的炭材料、工程塑料，材料来源丰富，且在回收过程中不会产生污染，环境友好且价格低廉，这与别墅太阳能发电电池的生产材料不相同。此外，电池系统荷电状态(SOC)的实时监控比较容易，有利于电网进行管理、调度。