Redox Flow Batterij Voor Solar PV

Bron: epfl.ch

Redox flow batterijen (RFB's) zijn oplaadbare batterijen, die over het algemeen gebaseerd zijn op twee vloeibare elektrolyten. Deze elektrolyten bevatten de redox-soorten in de vorm van opgeloste zouten, die de elektrische lading dragen. Een RFB bestaat uit een centrale elektrochemische cel (of stack) en uit twee opslagtanks, die elk een van de elektrolyten bevatten. Tijdens de werking van de batterij worden de elektrolyten van de opslagtanks naar de elektrochemische cel geleid, waar de uitwisseling van elektronen plaatsvindt en vervolgens terugkeren naar de opslagtank. Als zodanig wordt de batterij geleidelijk opgeladen of ontladen terwijl de elektrolyten worden geconverteerd.

Verschillende zouten kunnen worden gebruikt als redox-actieve soorten in de elektrolyten, die de natuur sterk kan variëren, variërend van op metaalbasis tot organisch. Bovendien is het theoretisch mogelijk om een van de positieve redox-paren samen te stellen met een van de negatieve en dit resulteert in een grote verscheidenheid aan RFB-chemieën. Een van de allereerste ontwikkelde was de Fe/Cr RFB, bestudeerd aan de NASA in de jaren 1970. De meest voorkomende en meest geavanceerde RFB is momenteel echter de zogenaamde "all-vanadium" RFB (of VRFB). In deze batterij wordt hetzelfde metaal, vanadium, gebruikt in elk elektrolyt. Het werkingsprincipe wordt goed uitgelegd in het Onderstaande Youtube-filmpje.

Een van de belangrijkste voordelen van deze specifieke batterijen, in vergelijking met andere, is dat ze een energiecapaciteit hebben die onafhankelijk is van hun uitgangsvermogen. Dit significante verschil is een direct gevolg van hun vloeibare aard. Hoewel de grootte en het aantal cellen het vermogen bepalen, bepaalt de grootte van elektrolyttanks (d.w.z. het volume van de elektrolyten) de energiecapaciteit van de batterij. Deze ontkoppeling maakt een breder scala aan toepassingen mogelijk. Bovendien zijn ze intrinsiek veiliger dan andere batterijen en hebben ze een lange levensduur, zonder veel onderhoud te vereisen. Hun grootste nadeel is hun relatief lage energiedichtheid, wat betekent dat ze een vrij groot volume innemen.

RFB's zijn nu commercieel beschikbaar, bijvoorbeeld door de volgende leveranciers:

1. Gildemeister – Cellstrom(alle-vanadium)

2. Rode stroom(zinkbromide)

3. ViZn(zink-ijzer)

4. Imergie(alle-vanadium)

5. UniEnergy Technologieën(alle-vanadium)

6. Rongke Kracht(alle-vanadium)

Door hun veelzijdigheid kunnen RFB's worden gebruikt voor een breed scala aan toepassingen. Ze kunnen met name worden uitgevoerd als aanvulling op een fotovoltaïsche boerderij of een windturbine. Ze zijn inderdaad zeer geschikt voor het bufferen van schommelingen in hernieuwbare energie, omdat een intermitterende lading of ontlading de levensduur van de batterij niet significant beïnvloedt en de responstijd van RFB's kort is (meestal minder dan 1s). RFB's kunnen ook worden geïntegreerd in het microgridnetwerk, waar ze dezelfde rol spelen bij het opslaan van de overtollige productie en het leveren van stroom wanneer het verbruik hoger is dan de productie. RFB's zijn ook geïnstalleerd als back-upsystemen (of UPS) of in afgelegen gebieden voor bijvoorbeeld telecommunicatiestations.

Redox flow batterijen in aantallen: