[實用新型]一種液流電池系統(tǒng)泄漏的快速自動報警裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320860226.X
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN203674321U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡里清;胡卓能
• 申請（專利權(quán)）人: 上海神力科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種新能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種液流電池系統(tǒng)泄漏的快速自動報警裝置。

背景技術(shù)

利用風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電是人類將來利用新能源發(fā)電的最主要的方式。由于風(fēng)能、太陽能發(fā)電過程受自然因素如天氣等影響，具有隨機性、不連續(xù)特點，難于保持穩(wěn)定的電能輸出，需要和一定規(guī)模的電能儲存裝置相配合，構(gòu)成完整的供電系統(tǒng)，保證持續(xù)穩(wěn)定的電能供應(yīng)。因此，開發(fā)電能轉(zhuǎn)化效率高、儲存容量大、經(jīng)濟性能好的儲能系統(tǒng)成為利用新能源發(fā)電的技術(shù)關(guān)鍵。在與各種形式的儲能技術(shù)，例如蓄水儲能電站、高速飛輪機械儲能、超導(dǎo)儲能等相比較，電化學(xué)儲能具有能量轉(zhuǎn)化效率高，可移動性強等特點，在各類儲能技術(shù)中有獨特的優(yōu)勢。在各種電化學(xué)儲能技術(shù)中，液流電池系統(tǒng)具有大容量電能儲存與高效轉(zhuǎn)化功能，以及使用壽命長、環(huán)保、安全的特點，易于和風(fēng)能、太陽能發(fā)電相匹配，可以大幅度降低設(shè)備造價，為新能源發(fā)電提供技術(shù)保證。用于電網(wǎng)系統(tǒng)儲能，適合于中等規(guī)模廠礦企業(yè)、賓館飯店、政府部門的不間斷電源使用，能夠有效改善電網(wǎng)供電質(zhì)量，完成電網(wǎng)的“移峰填谷”作用。

全釩液流電池(Vanadium?Redox?Battery，VRB)是一種新型化學(xué)電源，通過不同價態(tài)的釩離子相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)電能的儲存與釋放，使用同種釩元素組成電池系統(tǒng)，從原理上避免了正負半電池間不同種類活性物質(zhì)相互滲透產(chǎn)生的交叉污染。(圖1)使用溶解在電解液中不同價態(tài)釩離子作為電池正極和負極活性物質(zhì)，正極電解液和負極電解液分開儲存，從原理上避免電池儲存過程自放電現(xiàn)象，適合于大規(guī)模儲能過程應(yīng)用。正極電解液儲槽B和負極電解液儲槽A通過磁力泵D為全釩液流電池的正極E和負極E提供電解液，正極E和負極E’通過離子交換膜G隔開，為電源負載C供電。當(dāng)風(fēng)能、太陽能發(fā)電裝置的功率超過額定輸出功率時，通過對液流電池的充電，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在不同價態(tài)的離子對中；當(dāng)發(fā)電裝置不能滿足額定輸出功率時，液流電池開始放電，把儲存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，保證穩(wěn)定電功率輸出。由于液流電池對于風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電過程的重要意義，作為關(guān)鍵技術(shù)在國內(nèi)外得到普遍關(guān)注。

全釩液流電池充電/放電運行過程，電極上將發(fā)生以下氧化還原反應(yīng)。

正極反應(yīng)：

負極反應(yīng)：

由于正極電解液和負極電解液分別處于氧化性價態(tài)和還原性價態(tài)，無論是在電堆內(nèi)部的充電/放電運行過程，還是電解液輸送過程，需要保持正極電解液和負極電解液不發(fā)生混合，否則不同價態(tài)的釩離子間彼此交換電子產(chǎn)生自放電現(xiàn)象，嚴(yán)重影響電池效率。通常情況，液流電池系統(tǒng)包括電堆區(qū)(包括單個電池堆或多個電堆串聯(lián)或并聯(lián))、電解液區(qū)(包括兩種電解液儲罐、輸送管路、輸送泵等)，這兩個區(qū)域如果發(fā)生大量泄漏情況，可通過液位計看出，但是如果是少量泄漏或長期跑漏將難以探測，即使發(fā)現(xiàn)上述二個區(qū)的少量泄露或跑漏，采取恰當(dāng)及時的補救措施是非常重要的，以免產(chǎn)生大漏等事故。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種安全有效的液流電池系統(tǒng)泄漏的快速自動報警裝置。

本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種液流電池系統(tǒng)泄漏的快速自動報警裝置，包括電解液區(qū)、電堆區(qū)，其特征在于，還包括自動控制系統(tǒng)，該自動控制系統(tǒng)包括防護圍欄、以及設(shè)置在防護圍欄底部的電流探測器，和電流探測器連接的報警器，所述的電解液區(qū)和電堆區(qū)安置在防護圍欄內(nèi)；當(dāng)電解液區(qū)或電堆區(qū)發(fā)生泄漏，泄漏出來的電解液使電流探測器二極導(dǎo)通，引發(fā)報警器報警。

所述的防護圍欄包括一個傾斜底面，所述的電流探測器設(shè)置在傾斜底面地勢最低的一側(cè)。

所述的防護圍欄內(nèi)表面采用陶瓷貼片或者進行防酸處理，所述的防酸處理為在其內(nèi)表面涂覆環(huán)氧樹脂。

所述的電流探測器包括至少兩個金屬導(dǎo)桿、電流采集導(dǎo)線，多個金屬導(dǎo)桿間隔設(shè)置在防護圍欄底部，并通過電流采集導(dǎo)線連通，同時施加一個12～24V的電壓，構(gòu)成一個電流回路；當(dāng)電解液泄漏將金屬桿導(dǎo)通，所述的電流回路中產(chǎn)生電流，觸發(fā)報警器報警。

所述的防護圍欄底部地勢最低的一側(cè)設(shè)有電解液集流溝，金屬導(dǎo)桿設(shè)置在該電解液集流溝內(nèi)，電解液未泄漏時，金屬導(dǎo)桿之間為斷路，不產(chǎn)生電流，電解液泄漏時，因為電解液有硫酸氧釩、硫酸溶液組成，具有較大的電導(dǎo)率，將作為二極的金屬導(dǎo)桿導(dǎo)通，電流回路產(chǎn)生電流。

所述的多個金屬導(dǎo)桿每間隔0.5～1m設(shè)置一個。