Jan 07, 2019 Pageview:534
Para ser precisos, estos dos no son lo mismo. La "batería" solar no es una batería, sino un semiconductor de conversión fotoeléctrica, y se requiere una batería adicional para el almacenamiento de energía. La batería de litio es un dispositivo de energía eléctrica de conversión de energía química.
La célula solar es un material especial de efecto fotovoltaico. No puede almacenar energía eléctrica. Solo puede convertir la energía de la radiación solar en energía eléctrica al instante. Cuando no hay luz solar, no puede producir corriente. La batería de litio es un tipo de batería y se puede utilizar como celda solar. La electricidad se almacena para facilitar su uso sin el sol o de noche. En aplicaciones solares fotovoltaicas, los dos se utilizan a menudo juntos.
Debe ser energía solar más batería de litio. Agregando batería, su panel solar es inútil. La batería normal no se puede cargar. Cuando se usa la batería, no hay sol, no se puede usar. Si es una batería de litio, puedes usarla. Durante mucho tiempo, aunque fue caro al principio, es práctico, y una pequeña batería de litio no superará los 10. Por lo que sigue siendo bueno para las baterías de litio.
La celda solar es una batería de conversión de energía de fotones que consiste en absorber la energía luminosa y convertirla en electricidad. La batería de litio es una batería recargable, se puede repetir la carga eléctrica en ella.
¿Por qué no utilizar baterías de litio para almacenar células solares después de que se conviertan en electricidad? Por supuesto que puede, pero el voltaje de la batería de litio general es más alto, y el circuito de control de carga requiere más, y la corriente de carga de la batería solar general es muy pequeña, por lo que es suficiente usar una batería recargable general.
Los problemas energéticos son un tema eterno en el mundo actual y han llevado al desarrollo de dispositivos electrónicos, vehículos de nueva energía y redes inteligentes. Como fuente de energía limpia y sostenible, la energía solar puede compensar la escasez de baterías y la batería puede compensar el problema intermitente de la energía solar. ¿Cómo combinar células solares y baterías de almacenamiento de energía de forma orgánica? Recientemente, el profesor QiquanQiao (autor de la comunicación) de la Universidad Estatal de Dakota del Sur en los Estados Unidos resumió, discutió y esperó los problemas encontrados en el diseño del sistema integrado "batería solar - batería de almacenamiento de energía". Entre ellos, tres parámetros importantes en el sistema integrado "batería solar - batería de almacenamiento de energía": la densidad de energía, la eficiencia y la estabilidad se interpretan uno por uno.
1 La necesidad de células solares integradas: batería de almacenamiento de energía
Los consumidores masivos de hoy dependen en gran medida de la tecnología energética y su desarrollo. Las tres tecnologías clave relacionadas con la energía actual son los productos electrónicos inteligentes, los vehículos eléctricos y las redes inteligentes. La electrónica inteligente se basa en baterías con capacidad limitada y requiere la carga frecuente de dispositivos electrónicos mediante conexiones por cable. La energía solar o fotovoltaica (PV) proporciona el potencial para la carga de la batería porque la energía solar puede alcanzar los 100 mWcm-2 en la luz solar exterior. Otro mercado próspero es la industria de los vehículos eléctricos. Aunque los vehículos eléctricos no producen emisiones de carbono, la mayor parte de la electricidad que utilizan los automóviles proviene de las redes eléctricas impulsadas por combustibles fósiles. La sostenibilidad de los vehículos eléctricos es de poca utilidad a menos que el vehículo utilice electricidad procedente de fuentes renovables. Además, la distribución de estaciones de carga también limita su aplicación práctica. La generación distribuida, como la generación de energía fotovoltaica, es el método de carga más adecuado para vehículos eléctricos. Otra aplicación prospectiva es la cuadrícula. La aplicación de energía renovable se está expandiendo constantemente. El mayor problema con el uso de energía fotovoltaica es la falta de luz solar por la noche o en días nublados, lo que resulta en un suministro de energía intermitente durante el uso. Esta naturaleza intermitente conduce a una salida de fluctuación de potencia, que es un problema clave para las aplicaciones de la red. Como resultado, las compañías eléctricas limitan el poder de integrar energía fotovoltaica en la red. Esto no ha aprovechado completamente el potencial de la generación de energía fotovoltaica. Las baterías de almacenamiento de energía pueden resolver estos problemas. La batería puede cargarse durante el día y descargarse por la noche, lo que brinda la posibilidad de conectar energía fotovoltaica a la red.
2 Sistema de "células solares - batería de almacenamiento de energía" tradicional y avanzado
El método tradicional de cargar una batería usando una celda solar es diseñar dos sistemas de forma independiente. Implica las células solares y la batería de almacenamiento de energía como dos unidades independientes a través de los cables. Estos sistemas tienden a ser costosos, engorrosos e inflexibles, también necesitan más espacio, además los cables externos pueden provocar pérdidas de energía eléctrica.
La integración orgánica de la capacidad y el almacenamiento de energía en una unidad para el diseño integrado resolverá eficazmente el problema de la densidad energética de las células solares y las baterías. Este diseño tiene las características de miniaturización, lo que a su vez reduce costos y aumenta la practicidad del sistema fotovoltaico. Aunque tiene muchas ventajas, todavía tiene grandes desafíos en términos de eficiencia, capacidad y estabilidad. La investigación actual en esta área está todavía en su infancia, y el foco de la investigación se centra principalmente en el diseño de materiales y dispositivos.
El sistema integrado de células fotovoltaicas se puede realizar mediante dos tipos diferentes de configuración: tres electrodos (figura 1 by 1 c) y doble electrodo (figura 1 d) .Uno en el diseño de tres electrodos, el electrodo se utilizó como un electrodo común como dispositivo fotovoltaico y batería entre cátodo y ánodo. En la configuración de doble electrodo, el positivo y el negativo al mismo tiempo realizan la función de conversión de luz y almacenamiento de energía.
3 Diseño binario de "células solares - batería de almacenamiento de energía" independientes
Esta parte resume el trabajo de la separación anterior del diseño "batería solar - batería de almacenamiento de energía", las células solares de silicio, las células solares de perovskita y las células solares sensibilizadas con colorante se pueden combinar con baterías de iones de litio en diferentes formas. Cuatro series de células solares de perovskita cargan baterías de iones de litio con una eficiencia del 7,36%. El equipo del autor de la comunicación Qiao Qiquan utilizó un transformador y un seguimiento del punto de máxima potencia para cargar una batería de iones de litio utilizando una celda solar de perovskita de celda única, y su eficiencia alcanzó el 9,36%. Los resultados de la investigación se publicaron en Advance Energy Materials.
4 diseño de una "batería solar - batería de almacenamiento de energía" integrada de una pieza
La mayor parte del trabajo de diseño de "batería solar - batería de almacenamiento de energía" integrado de una pieza se ha centrado en combinar células solares y almacenamiento de energía capacitiva en lugar de con la batería. El diseño del sistema integrado se puede dividir en tres tipos: (1) integración directa, (2) integración e integración de auxiliares ligeros (3) oxidación también influye en las baterías de flujo. Integración directa que incluye células solares y baterías apiladas (sin incluir la oxidación, también la batería de flujo de concentrado) .La integración de luz auxiliar que usa energía solar para la batería solo proporciona una parte de la energía. La oxidación también influye en la integración del flujo implica el uso de una batería de oxidación de carga solar que también influye en el flujo. Los artículos, respectivamente, sobre las tres formas de trabajo de los predecesores han continuado con el resumen detallado, las figuras 3, 4 y 5 son representativas típicas de ellos, respectivamente.
5.1 La densidad de energía
Las baterías de iones de litio convencionales a menudo se empaquetan en un paquete enrollado para aumentar su densidad de energía, pero no son factibles para un sistema integrado de "batería de almacenamiento de energía de células solares". Porque la forma en que se empaquetan las baterías de iones de litio afecta el área que acepta la energía solar. El número y la potencia de las células solares deben coincidir con la porción de almacenamiento de energía para abordar el área de superficie fotovoltaica disponible, el número de posibles células apiladas y las necesidades de adaptación de energía. El uso de un material de alta capacidad específica para el electrodo puede aumentar la densidad de energía general del sistema. Por ejemplo, una batería de silicio-NMC tiene una densidad de energía de 400 KW / kg y el silicio es un material fotovoltaico. Si el silicio se utiliza como electrodo de iones de litio integrado en un sistema integrado, también se puede utilizar como electrodo fotovoltaico y será un diseño ideal. Las células solares de silicio requieren una alta cristalinidad y la intercalación del litio reduce la cristalinidad del silicio, lo que requiere encontrar un punto de equilibrio óptimo. La investigación sobre baterías de metal de litio también ha permitido aumentar la densidad energética general del sistema. Además, de acuerdo con informes en la literatura de conversión de luz, los materiales de perovskita han demostrado la capacidad de incrustar iones de litio, y los iones de litio dopados en la perovskita tienen efectos positivos en el rendimiento fotovoltaico, lo que hace que la perovskita también pueda integrarse en el sistema de células fotovoltaicas. alta capacidad de materiales duales funcionales. Para una alta relación de volumen de aplicaciones de energía, será más apropiado.
Idealizado, la eficiencia general del sistema de integración es el producto de la eficiencia de conversión de energía solar y el sistema de almacenamiento de energía, el sistema integrado puede lograr la máxima eficiencia está limitado por la eficiencia de conversión de energía solar, en la realidad en el diseño de la eficiencia del integrado sistema para considerar las diversas pérdidas. Las células solares de silicio y las células de perovskita proporcionan una conversión fotoeléctrica más eficiente y proporcionan una mejor eficiencia general en los sistemas integrados. Si desea que las células solares proporcionen una mayor eficiencia, otro factor a considerar es el seguimiento más potente (MPPT), que hace que la célula solar pueda proporcionar la máxima potencia. batería de almacenamiento de energía, la necesidad de seleccionar la mejor combinación es negativa para maximizar la eficiencia del culombio.
5.2 Estabilidad
La estabilidad debe considerar la estabilidad a la luz, la estabilidad electroquímica y la estabilidad ambiental, lo que requiere una selección cuidadosa de los materiales de los electrodos. Aunque las personas han logrado un progreso gratificante en el estudio de la estabilidad de las células solares de perovskita, todavía se encuentran en la etapa de investigación preliminar. Si elige la perovskita como parte fotovoltaica del sistema integrado, debe realizar una investigación más amplia sobre la perovskita. Descubrimiento. El uso de electrolitos líquidos también es perjudicial para la estabilidad del sistema. Se pueden elegir electrolitos sólidos para mejorar la seguridad y estabilidad del sistema en general. Debido a que la parte de la celda solar genera calor, también se considera que tiene una resistencia a altas temperaturas al seleccionar el material del electrodo de la batería de almacenamiento de energía.
6. Orientación y perspectivas de desarrollo futuro
El sistema integrado de "células solares - batería de almacenamiento de energía" se encuentra todavía en las primeras etapas de investigación y desarrollo. Los informes bibliográficos hasta ahora se han centrado en la viabilidad del desarrollo de materiales innovadores y el diseño de nuevos equipos, y la investigación futura debe continuar desarrollándose en esta dirección. El diseño novedoso debe combinarse con materiales de alta capacidad, alta eficiencia y más estables. La optimización del sistema integrado puede utilizar las siguientes estrategias, como el uso de materiales de doble función de almacenamiento y conversión de energía, uso de materiales de almacenamiento de energía de gran capacidad, seguimiento de potencia máxima, condensador de iones de litio integrado, uso de electrolito sólido, mejorar la compatibilidad entre electrodos electroquímicos y el electrolito. El sistema integrado puede hacer uso del método de simulación o modelado para predecir mejor el rendimiento del sistema y proporcionar mejores soluciones de diseño. Además, los esfuerzos futuros deben referirse al sistema integrado "células solares - batería de almacenamiento de energía" con redes de sensores, equipos portátiles y equipos electrónicos, como una combinación de aplicaciones prácticas. Aunque las "células solares - batería de almacenamiento de energía" la comercialización del sistema integrado todavía tiene un largo camino por recorrer, su desarrollo se beneficiará enormemente del rápido progreso en el campo de la energía fotovoltaica (PV) y la batería. Su dirección futura también evolucionará desde la aplicación inicial a aplicaciones compactas de bajo consumo de energía a aplicaciones de energía a gran escala.
La página contiene el contenido de la traducción automática.
Dejar un mensaje
Nos pondremos en contacto con usted pronto