論鉛碳儲能技術在可再生能源電力傳輸中的作用

在固定式應用中，鉛酸電池的傳統角色主要是提供后備電力，同時根據所在位置提供電力調節功能。在典型應用中，蓄電池的實際使用率(放電)是很低的，而它服務生涯的大部分時間是處于浮充狀態。
　　
　　然而，在大型電網系統中，儲能的使用更接近于重復充放電操作的循環應用。在這些應用中，相較于其它的儲能系統，傳統的后備電源技術顯得效果不佳。就算是專門設計用于循環應用的鉛酸電池，若未針對系統進行正確選型，或者在一定程度上降低了預期使用壽命，都會和其它替代技術一樣，表現得不盡如人意。相較于其它解決方案，它主要的成本優勢也將不復存在。
　　
　　隨著鉛碳技術向商業化的發展，許多限制傳統鉛酸系統性能的因素已逐步消弱或不復存在了。鉛碳電池的不飽和充電（PSoC）特性和循環充放電時電極的穩定技術，再加上并未增加的成本等多方面優勢，都大大提高了鉛碳技術在各類系統中的應用。
　　
　　高級鉛碳儲能系統（ALCESS）特別適合于電網中比重日益增大的可再生能源的電力傳輸。一般而言，電網堵塞限制了低成本可再生能源為負載供電。減少傳輸瓶頸點的堵塞，是增加低成本可再生能源向城市供電的最有效途徑。
　　
　　在此應用中，高級鉛碳儲能系統（ALCESS）安裝在電力傳輸系統的堵塞點，在緊急情況下提供儲備電源，借助儲能系統的容量可以提高偶發事件后堵塞點的電力吞吐上限。即使ALCESS系統只是按計劃部署，但在發生緊急情況時，它允許系統操作人員為堵塞點調配更多的電力傳輸容量。這樣不僅減輕了該位置的堵塞情況，還能促進低成本可再生能源的使用。該系統也可提供應急備用電力，以峰段價格銷售電力以及借助其它市場功能，可以進一步抵消該系統的成本。
　　
　　高級鉛碳儲能系統（ALCESS）具有成本低、可擴展性、可移動性和高可靠性等主要優點。至于使用壽命，作為該系統的一個重要指標，它將隨著技術的不斷成熟而日漸體現強大優勢。
　　
　　鉛碳技術
　　
　　在典型的后備電源應用中，主要的失效模式是正極由于腐蝕而退化。然而，在此提及的在溫度、不飽和充電(PSoC)運行方面對高循環壽命有額外要求的應用中，主要的故障發生在負極上。目前先進的閥控鉛酸蓄電池負極都采用一定量的添加劑，來提高電池的性能和壽命。如電池中添加木質素磺酸鹽，保持負極活性材料(NAM)的高比表面積，以提高利用率；添加硫酸鋇為反應產物(硫酸鉛)提供成核位置，并防止形成大顆粒的結晶體，因為有限表面積的大顆粒結晶體在充電時是很難轉回成鉛的。最后，加入炭黑可以增加電池板的傳導性，進而提高充電的接受能力。盡管業內還用到了其它添加劑，但是以上這三種添加劑占絕大比重。
　　
　　在應用初期，目前的電極設計可以提供良好性能，但隨著系統的持續運行，它的性能會退化得很快。其原因和機理非常容易理解。在不飽和充電(PSoC)狀態下，負電極處于不同荷電狀態,伴隨著一定比例的活性物質轉化為硫酸鉛，這些硫酸鉛隨著時間的推移再結晶，轉變成通常所說的硬硫酸鹽(hardsulfate)。反過來，這些結晶體又成為擇優晶體生長的溫床。產生的硫酸鹽晶體在再充電時都很難轉回成鉛，并且隨著時間推移，越來越多的硫酸鉛形成，電池的可用容量也就不斷下降。除了不飽和充電(PSoC)操作會造成硫化現象以外，負極也限制了充電電流量。而在脈沖充電時，電流電解水變成氫氣析出。這會導致電池干化，時間一長，容量也會降低。
　　
　　鉛/碳混合負極板和高性能正極板
　　
　　華申電池的解決方案是為高循環不飽和充電(PSoC)的運行模式而設計的，利用混合鉛碳負極板、設計先進的正極板和活性物質的合理配方，最終研發出一種適合此類應用的性能卓越的蓄電池。
　　
　　先進鉛碳電池克服了傳統電池的正負極故障，這歸功于它的混合鉛碳技術負極，對電池在不飽和充電(PSoC)模式下具有穩定作用，以及特有的正極活性物質為它帶來了卓越的循環性能。借助于正極和負極材料的協同作用，在不飽和充電(PSoC)模式下，先進鉛碳電池的循環壽命可提升10倍。此外，在不飽和充電(PSoC)運行模式下，電池的充電速度將和放電速度一樣快。
　　
　　該技術具有如下優點：
　　
　　高比功率和高比能量共存
　　
　　原材料和制造成本低
　　
　　已經驗證的制造工藝，可用現成的標準閥控鉛酸蓄電池生產設備進行生產
　　
　　基于對西恩迪的真正前置端子(TFA)電池產品線的使用，10年電池設計壽命可以達到
　　
　　總結
　　
　　鉛碳技術在可再生能源傳輸中提高傳輸效率的主要優勢歸納如下：
　　
　　在傳輸效率上，同其它儲能系統相比，鉛碳儲能系統是高效的解決方案之一。
　　
　　高級鉛碳儲能系統（ALCESS）可根據電網堵塞點的改變，靈活移動和調遷。
　　
　　延長的循環壽命，使得系統在電力傳輸以外，還可以提供應急備用電源和峰價銷售，無需過度規劃系統規模，從而降低了成本，提高了系統價值。
　　
　　鉛碳電池95%使用的是可回收材料，報廢后可充分回收利用。