全钒氧化还原液流电池VRB正在进入实用性阶段的能源存储技术 一些能源产生系统，如风力发电、太阳能等，由于受到气候变化、风力大小等自然条件的影响，电能输出具有不稳定性和间断性地特点，进而造成机械功率大幅变化，会使发电机输出的有功和无功产生波动，而且使电网的电能质量下降，同时造成电能浪费目前，国际上一项风电存储新技术――全钒氧化还原液流电池（Vanadium Redox Battery，VRB）进入实用性阶段，通过对能源高效转换存储，保证稳定的电功率输出，改善电网安全性和可靠性VRB技术原理和发展全钒氧化还原液流电池（VRB）的原理最早在1984年，由新南威尔士大学的Maria Skyllas-Kazacos等研究人员提出，之后经技术转让和发展，在澳大利亚、日本和加拿大得到深入研究目前，加拿大的VRB Power Systems公司和日本住友电工研发的全钒液流电池技术进入实用化阶段下面就根据加拿大的VRB Power Systems公司最新的VRB Energy Storage System（VRB-ESS）储能系统介绍全钒液流电池的技术原理和特点VRB-ESSS储能系统是是VRB PPower Systeems公司在在新南威尔士士大学研究人人员提出的全全钒液流电池池技术基础上上发展出来的的储能系统，将将化学能和电电能相互转换换。
化学能存存储于不同阶阶态的钒离子子中，电解质质溶液为钒离离子硫酸电解解液，电解液液通过泵从两两个独立的塑塑料存储罐中中流入两个半半电池组单元元，采用一个个质子交换膜膜（PEM）作作为电池组的的隔膜，电解解质溶液平行行流过电极表表面并发生电电化学反应，通通过双电极板板收集和传导导电流这个个反应过程可可以逆反进行行，对电池进进行充电、放放电和再充电电图1： VRBB-ESS系系统原理结构构图片来源：VRRB Powwer Syystemss公司资料从上图可以看出出，VRB--ESS系统统包括两个具具有不同氧化化状态钒离子子的电解液存存储罐，分别别是正极V((Ⅳ)/V(Ⅴ)和负极V((Ⅱ)/V(Ⅲ)氧化还原电电极对电解解液由泵在存存储罐和电堆堆之间循环输输送电堆包包括多个电池池组，每个电电池组具有两两个半电池部部分，由质子子交换膜隔开开在半电池池组中，电化化学反应是在在碳板电极上上进行的，产产生电流对电电池进行充放放电VRBB-ESS系系统技术优势势VRB-EESS储能系系统在设计建建造、运行维维护、系统性性能等方面具具有很多技术术优势：1、设计和建造造（a）采用快速速设计和建造造，包括环境境许可，通常常为6－8个个月。
b）现有系统统快速升级，只只需通过增加加电解液容量量来实现提高高存储容量，实实现成本低；；并可通过增增加电堆数量量来提高输出出功率2、运行与维护护（a）运行温度度低，环境温温度变化影响响小b）数据采集集监控系统SSCADA接接口支持互联联网连接或拨拨号连接MModbuss总线接口可可支持与其他他辅助系统的的互联c）电力控制制采用先进的的多象限电流流控制技术，允允许输出电力力相位控制、电电压漂移补偿偿、低谐波失失真、反应电电流补偿（PPFC）、瞬瞬时高负载容容量，增加系系统的性能稳稳定并具有有多层、加密密控制PLCCd）低成本维维护VRBB-ESS系系统维护成本本为$0.0008/kWWh3、系统性能（a）电池寿命命长电池正正负极反应均均在液相中完完成，充放电电过程仅仅改改变溶液中钒钒离子状态，没没有外界离子子参与电化学学反应，重复复充放电不会会造成电池容容量下降，VVRB-ESSS系统充放放电可超过110000次次（20%－－80%SOOC）b）系统效率率高由于正正负半电池电电解液中的活活性物质分别别储存在不同同的储槽中，完完全避免电解解液保存过程程的自放电消消耗系统循循环效率可达达65－755%。
c）理论充放放电速度比为为1:1（实实际为1.88:1），允允许非高峰时时间充电，高高峰时间放电电，将不稳定定的电能输入入变为连续、安安全可靠的电电能输出，改改善电网安全全性和可靠性性，是风力发发电领域理想想的储能系统统VRB--ESS系统统应用案例VVRB Poower SSystemms公司将VVRB-ESSS储能系统统应用于澳大大利亚Kinng Islland风力力发电系统，提提供稳定、可可靠的电力输输送King Issland位位于澳大利亚亚南海峡，具具有丰富的风风力资源，原原本采用的是是4个15000kW柴油油机发电机组组，后来增加加了3个2550kW和22个850kkW的风力发发电机组但但风电机组由由于输出电力力不持续稳定定，因此采用用VRB-EESS储能系系统解决这一一问题VRB-ESSS储能系统用用于稳定风力力发电中短时时电力输送变变化和负载变变化，提供频频率和电压控控制，实施系系统“负荷转转移”，优化化柴油机和风风力发电混合合系统的运行行性能VRRB-ESSS系统的应用用减少了柴油油机发电机组组的运行负荷荷，因此减少少了燃料的成成本和柴油机机组排出的废废气污染同同时也提供了了King Islannd地区工业业和民用需要要的稳定电力力供应。
VRB-ESSS储能系统基基本参数：储能容量：11100kWhh持续输电功率：：200kWW（4小时）峰时最大输出功功率：4000kW（100秒）、3000kW（55分钟）表1：经济和环环境效益效益益项目 效益益量 效益 年收益 减减少热备用 8小时/日日 节约燃料料440L//日 $911,500 提高运行效效率 25LL/小时低燃燃料消耗 节节约燃料4440L/日 $83,2200 捕捉捉溢出风力 1100kkWh/日 节约燃料2260L/日日 $51,,200 减减少维护成本本 每日减少少机组12运运行小时 延延长维护周期期 $23,,000 总总计 $248,,900（33.5年收回回成本） 减少排放 4,,000,0000 kgg/yr CCO2 999,000 kg/yrr NOx 75,0000 kg//yr未燃碳碳氢化合物 图表来源：VRRB Powwer Syystemss公司资料可以看出VRBB-ESS储储能系统的应应用，不仅可可以稳定风电电机组供电性性能、改善电电网可靠性，而而且具有很好好的经济效益益和环保效益益。
我国VRRB技术发展展现状与不足足目前中国工工程物理研究究院、中国科科学院大连化化学物理研究究所、清华大大学等不少研研究机构已经经对全钒液流流电池开展了了一系列相关关研究，并取取得一定成果果1995年，中中国工程物理理研究院电子子工程研究所所首先在国内内展开VRBB电池的研究究，研制成功功500W、11kW的样机机，拥有电解解质溶液制备备、导电塑料料成型等专利利2006年3月月中国科学院院大连化学物物理研究所研研发成功100 kW试验验电堆，并通通过国家科技技部验收，标标志着我国的的全钒液流电电池系统取得得阶段性进步步清华大学利用在在膜分离功能能材料制备、膜膜过程与设备备设计等方面面近二十年的的研究经验和和技术积累，以以及电解质溶溶液热力学、功功能膜材料物物理化学、化化工过程传质质学的丰富理理论研究成果果，在电堆流流道设计、电电堆密封结构构、锁紧方式式方面取得研研究成果，已已经申报3项项专利并研研发成功全钒钒液流电池测测试平台我国的全钒液流流电池研究相相对于国外，在在液流电池关关键材料，包包括离子交换换膜、电极材材料、高浓度度电解液以及及工程放大技技术等方面，尚尚处于起步阶阶段，需要积积极努力，争争取在近年取取得突破性进进展。
全钒液流电池在在大型电力公公司供电、边边远地区及中中型电力用户户、普通居民民用户用电储储能等方面都都具有良好的的应用前景，其其高效、节能能的技术特点点，对于我国国新能源的开开发具有长远远的影响。