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摘要：全钒液流电池是一种新型的蓄电储能设备，具有能量效率高、安全性好、循环寿命长、配置灵活、建设周期短等特点，在大规模电化学储能技术中是首选，很多发达国家都在将此项装备以及技术积极的进行研发。全钒液流电池不仅可以在风能、太阳能发电的过程中作为蓄电储能装置，还可以对电网调峰起到作用，将电网的稳定性进行提高。本文首先对全钒液流电池的原理及技术特点进行了阐述，然后对全钒液流电池在光储用一体化电站中的应用进行了分析，并展望了其在未来新能源开发中的发展趋势。
关键词：全钒液流电池；蓄电储能；应用
电力能源具有迅速、便利、清洁等特点，应用十分广泛，对人们的生产生活有着巨大的影响。我国已经将配电体系以及电力生产在不断的进行完善，使其可以保证经济的发展。但是，在我国的电力能源先天结构上是存在一定缺陷的，主要通过燃煤进行火力发电，由此会产生二氧化硫、二氧化碳的那个污染气体进行大量的排放，使环境污染越来越严重。因此进行可再生能源的利用使非常必要的，但是太阳能、风能等可再生资源都具有不稳定、不连续以及不可控的特征，将这些可再生能源大规模的运用则会对电网的可靠、安全运行带来一定风险。因此，将如果利用储能设备进行可再生能源的利用已经成为当下非常重要的一项议题。
一、全钒液流电池工作原理
全钒液流电池技术是一种十分高效的电化学储能技术，其正负极电活性物质便是不同价态的钒离子。工作的时候，正负极的钒电解液通过循环泵到各自的反应室进行循环流动，参与到电化学反应中。在充电时电池进行电源外接，将其转化成为化学能在电解质溶液中进行储存，在放电时在外进行负载连接，使化学能向电能转化，以供负载进行使用，从而完成充电和放电过程。
二、全钒液流电池技术特点
全钒液流电池在大规模的电能储存系统中十分实用，在太阳能、风能等发电装置的功率超过了额定功率的时候，可以通过全钒液流电池将电能转化成为化学能在其中进行储存，在发电装置不能将额定输出功率进行满足的时候，其电池便开始放电，使化学能向电能转化，将电功率输出进行稳定。与其他的化学电源进行比较，全钒液流电池具有一定的优势。全钒液流电池在进行电极材料、电解液、隔膜材料选择时都需要十分慎重，这些材料对电池的能量效率以及安全起到了十分重要的作用。
（一）容量和功率可以独立的进行设计
全钒液流电池的输出功率是由电池堆的大小来决定的，全钒液流电池运用的是正负极电解液储罐设计，此设计使电池可以方便的完成串联，灵活设计电堆，从而将输出功率根据要求进行灵活的调节；电池将可以在硫酸溶液中溶解的钒离子当做电能的载体，其储液罐的容积以及电解液钒离子的浓度决定了电池电能的容量大小，因此可以在储液罐中的电解液容量进行调节，便可以将电池容量进行调节，此种灵活性在大规模储能中进行应用是十分便利的。
（二）能量效率高
全钒液流电池可以完成深度的充放电，此电池的能量转化效率较高，也就是在电池中存放的电量可以尽可能多的进行输出，此电池正负极都是采用钒离子作为活性物安装的，因此可以完成深度放电，并不会对电池结构产生影响，转换率高达百分之九十以上。在运行的时候，还可以将已经充满的电解液进行储存，将深度放电后的电解液进行更换，使整体电池的能量效率在使用过程中可以达到百分之八十以上，比其他二次电池高出许多。
（三）系统稳定性高，运行安全
全钒液流电池的电解液是钒离子，是不会造成交叉污染的，在运行状态下，这些活动性物质都处于液体状态，不会生成固体反应物，不会使电池受到短路危害，并且钒电池不需要高温环境进行化学反应，在室温下便可以运行，因此不会出现高温高压带来的危险，因此安全系数较高，并且在室温下也方便了电池的维护工作，维护工作不断加强，运行安全也多了一份保障。
（四）环境友好，寿命长
钒离子作为电解液可以循环的进行使用，在理想的状态下，即使长时间的进行使用也不会有其它反应的发生。在储能系统的运行与反应中不会有二氧化碳、二氧化硫等危害环境的气体产生。并且在电池报废之后的回收处理是十分简单的，由于其电极材料采用石墨毡或者炭毡的比较多，双极板则大多采用树脂、碳或者石墨，只需要像烧煤一样的将其进行充分燃烧即可，烧掉后变转化成为了水和二氧化碳，因此对环境十分友好。
三、全钒液流电池在光储用一体化电站中的应用
由于全钒液流电池的性能极佳，与其他储能电池相比优越性较强，因此在光储一体化电站中的应用前景十分广泛。
（一）可作为太阳能、风能等新型间歇性发电系统的储能
现阶段环境污染问题越来越严重，化石燃料作为不可再生资源在急剧减少，运用太阳能、风能等新型的清洁能源已经成为了发展趋势，但是太阳能、风能都属于间歇性能源，用于发电会出现稳定性差，电压出现闪变和波动的情况，不能稳定的进行供电，所以需要将其与成本低、效率高、稳定性强的储能系统配套进行使用，钒电池可以将这一要求很好的进行满足，并且具有灵活调节存储量的优点，可以非常容易的进行荷电状态的监测，从而根据需要对充放电电压进行灵活的调整。
（二）为电站削峰填谷，平衡负荷
在我国百分之七十以上都是火力发电，此系统的响应速度是非常慢的，在进行发电量调节工作时不能很好的完成，一旦启停至少需要两周的时间，并且在进行低负荷发电下需要进行投油工作，使发电系统可以正常的运行，成本很高，会造成资源的浪费。将钒电池运用到其中，可以将低负荷情况写多余的电能储存到钒电池中，在高负荷的时候再作为辅助电源在电网中进行电能的输入，使能源浪费情况不断减少，同时增强了电源的稳定性，使电站的用电情况得到了平衡。
（三）可作为应急发电装置
钒电池可以长时期的进行能量的储存，在发生紧急情况的时候，可以将储备好的钒电解液迅速的投入使用，进行负载，起反应速度十分快速，可以实现瞬时间的相应，钒电池最快可以在0.02秒内实现充放电状态的切换，比一般应急装置会快很多，因此在出现突发事件的时候可以做备用电源进行使用，另外也可以在为军用设施、计算机等提供经济的备用电源，还可以在铁路信号发送、通讯以及无线电传播站等区域用作应急发电装置，用来缓解传统发电装置的弊端。
（四）偏远地区、无市区供电区域的储能、发电
钒电池的能量转换效率高达百分之八十以上，自放电率很低，在一些需架设高压输电设备较为困难的偏远地区以及海岛等无市区供电的地区可以进行规模化的钒电池发电站，利用太阳能、风能进行发电，并将电能转化为化学能储存在钒电池当中，从而使这些区域实现新能源发电，将高压输电设为架设所带来的隐患不断减小，并使其区域环境得到保护。
结语
综述所述，我国全钒液流电池的储能技术在不断的发展，并且取得了一定的进步，全钒液流电池的安全性较高，能量效率高，环境友好，运行安全，在光储化一体化电站中具有十分巨大的应用前景，可以储能，为电站削峰填谷，并且可以作为应急装置进行使用，作用十分广泛。因此，需要不断加强对全钒液流电池的研究工作，使其在光储化一体化电站中更深入的进行运用。
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