Свинцово-кислотные аккумуляторы вместе с солнечной электростанцией
Консорциум из производителей свинцово-кислотных аккумуляторов и научно-исследовательских институтов, занимающихся разработкой этой технологии, намерен активизировать свою научно-конструкторскую работу. Ожидается, что спрос на системы хранения электроэнергии в ближайшие годы до 2050 году в десять раз будет превышать нынешние продажи. «Есть несколько факторов, способствующих росту спроса, в том числе декарбонизация и дальнейшая электрификация», — сказал Алистер Дэвидсон, директор консорциума Consortium for Battery Innovation (CBI).
Если подходить к этому с точки зрения сырья и различных возможностей использования аккумуляторных батарей, то только литий-ионной технологии будет недостаточно. «Чтобы удовлетворить более высокие требования при дальнейшей электрификации населения, потребуется сочетание доступных аккумуляторных технологий», — уверен Алистер Дэвидсон.
Вот почему консорциум, состоящий из 90 различных организаций, поставил перед собой задачу устранить основные недостатки свинцово-кислотной технологии. В основном они связаны со сроком службы батарей, глубиной разряда и поведением батарей в различных сценариях применения. Устранение этих недостатков позволило бы сделать с значительный скачок технологий в сегменте свинцово-кислотных батарей, отмечает Дэвидсон.
Так, например, у свинцово-кислотных батарей количество циклов зарядки и разрядки меньше, чем у литиевых. Кроме того, глубина разряда свинцово-кислотных аккумуляторов составляет обычно около 50%. Лишь немногие производители допускают больше. Что касается литий-ионных аккумуляторов, то они обычно разряжаются до 90% и более. Это приводит к тому, что при проектировании системы из свинцово-кислотных аккумуляторов их потребуется в два раза больше, чтобы достичь определенной полезной емкости. А это ведет к повышению веса и без того тяжелых свинцовых аккумуляторов.
Однако вес играет особенно важную роль для применения аккумуляторов в электромобилях. В консорциуме считают, что у свинцовой технологии есть перспективы развития, но прежде всего в качестве стационарных систем хранения электроэнергии. «Свинцово-кислотные батареи все больше становятся технологией для хранения электроэнергии из возобновляемых источников, таких как солнечная энергия и энергия ветра, поскольку сейчас все больше разрабатывается местных островных сетей и автономных электрических систем», — отмечает Дэвидсон. Что касается электромобилей, то там речь идет в основном об автоматическом запуске и остановке транспортных средств, что могут выполнять батареи меньших размеров.
Уже началась реализация первых исследовательских проектов в рамках сотрудничества. Так, ученые из Технического университета в Брно в Чешской Республике и Болгарской академии наук изучают углеродные элементы, чтобы повысить стабильность циклов и улучшить поведение при высоких температурах. Ученые из Технологического университета Суинберн в австралийском Мельбурне занимаются динамикой зарядки и разрядки свинцово-кислотных аккумуляторов. Ученые из научно-исследовательского института Jinkeli Power Sources Technology в Шаньдуне, Китай, и специалисты производителя свинцово-кислотных аккумуляторов из Exute Technologies из Милтона, штат Джорджия, используют наноматериалы и наноструктуры для увеличения срока службы и увеличения плотности энергии.
Чтобы сохранить конкурентоспособность технологии, члены консорциума подготовили план исследований и разработок. Это делается для того, чтобы определить, что нужно сделать, чтобы свинцово-кислотная технология в ближайшие годы оставалась на рынке. Ведь у него есть не только недостатки, но и преимущества перед литий-ионными батареями. «Стоимость, переработка, безопасность и надежность, а также эксплуатационные качества — все это важные факторы для тех систем, где свинцово-кислотные батареи могут сыграть свою роль», — говорит Дэвидсон, ссылаясь на предпочтительное использование свинцово-кислотных аккумуляторов в стационарных системах хранения электроэнергии.
Источник: https://www.erneuerbareenergien.de/das-comeback-des-bleiakkus-im-blick