CN104733747B - 一种液流电池***泄漏的快速自动报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液流电池***泄漏的快速自动报警装置，包括电解液区、电堆区，还包括自动控制***，该自动控制***包括防护围栏、以及设置在防护围栏底部的电流探测器，和电流探测器连接的报警器，所述的电解液区和电堆区安置在防护围栏内；当电解液区或电堆区发生泄漏，泄漏出来的电解液使电流探测器二极导通，引发报警器报警。与现有技术相比，本发明具有可自动报警、安全可靠等优点。

Description

一种液流电池***泄漏的快速自动报警装置

技术领域

本发明涉及一种新能源技术领域，尤其是涉及一种液流电池***泄漏的快速自动报警装置。

背景技术

利用风能、太阳能等可再生能源发电是人类将来利用新能源发电的最主要的方式。由于风能、太阳能发电过程受自然因素如天气等影响，具有随机性、不连续特点，难于保持稳定的电能输出，需要和一定规模的电能储存装置相配合，构成完整的供电***，保证持续稳定的电能供应。因此，开发电能转化效率高、储存容量大、经济性能好的储能***成为利用新能源发电的技术关键。在与各种形式的储能技术，例如蓄水储能电站、高速飞轮机械储能、超导储能等相比较，电化学储能具有能量转化效率高，可移动性强等特点，在各类储能技术中有独特的优势。在各种电化学储能技术中，液流电池***具有大容量电能储存与高效转化功能，以及使用寿命长、环保、安全的特点，易于和风能、太阳能发电相匹配，可以大幅度降低设备造价，为新能源发电提供技术保证。用于电网***储能，适合于中等规模厂矿企业、宾馆饭店、政府部门的不间断电源使用，能够有效改善电网供电质量，完成电网的“移峰填谷”作用。

全钒液流电池(Vanadium Redox Battery,VRB)是一种新型化学电源，通过不同价态的钒离子相互转化实现电能的储存与释放，使用同种钒元素组成电池***，从原理上避免了正负半电池间不同种类活性物质相互渗透产生的交叉污染。(图1)使用溶解在电解液中不同价态钒离子作为电池正极和负极活性物质，正极电解液和负极电解液分开储存，从原理上避免电池储存过程自放电现象，适合于大规模储能过程应用。正极电解液储槽B和负极电解液储槽A通过磁力泵D为全钒液流电池的正极E和负极E提供电解液，正极E和负极E’通过离子交换膜G隔开，为电源负载C供电。当风能、太阳能发电装置的功率超过额定输出功率时，通过对液流电池的充电，将电能转化为化学能储存在不同价态的离子对中；当发电装置不能满足额定输出功率时，液流电池开始放电，把储存的化学能转化为电能，保证稳定电功率输出。由于液流电池对于风能、太阳能等可再生能源发电过程的重要意义，作为关键技术在国内外得到普遍关注。

全钒液流电池充电/放电运行过程，电极上将发生以下氧化还原反应。

正极反应：

负极反应：

由于正极电解液和负极电解液分别处于氧化性价态和还原性价态，无论是在电堆内部的充电/放电运行过程，还是电解液输送过程，需要保持正极电解液和负极电解液不发生混合，否则不同价态的钒离子间彼此交换电子产生自放电现象，严重影响电池效率。通常情况，液流电池***包括电堆区(包括单个电池堆或多个电堆串联或并联)、电解液区(包括两种电解液储罐、输送管路、输送泵等)，这两个区域如果发生大量泄漏情况，可通过液位计看出，但是如果是少量泄漏或长期跑漏将难以探测，即使发现上述二个区的少量泄露或跑漏，采取恰当及时的补救措施是非常重要的，以免产生大漏等事故。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全有效的液流电池***泄漏的快速自动报警装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种液流电池***泄漏的快速自动报警装置，包括电解液区、电堆区，其特征在于，还包括自动控制***，该自动控制***包括防护围栏、以及设置在防护围栏底部的电流探测器，和电流探测器连接的报警器，所述的电解液区和电堆区安置在防护围栏内；当电解液区或电堆区发生泄漏，泄漏出来的电解液使电流探测器二极导通，引发报警器报警。

所述的防护围栏包括一个倾斜底面，所述的电流探测器设置在倾斜底面地势最低的一侧。

所述的防护围栏内表面采用陶瓷贴片或者进行防酸处理，所述的防酸处理为在其内表面涂覆环氧树脂。

所述的电流探测器包括至少两个金属导杆、电流采集导线，多个金属导杆间隔设置在防护围栏底部，并通过电流采集导线连通，同时施加一个12～24V的电压，构成一个电流回路；当电解液泄漏将金属杆导通，所述的电流回路中产生电流，触发报警器报警。

所述的防护围栏底部地势最低的一侧设有电解液集流沟，金属导杆设置在该电解液集流沟内，电解液未泄漏时，金属导杆之间为断路，不产生电流，电解液泄漏时，因为电解液有硫酸氧钒、硫酸溶液组成，具有较大的电导率，将作为二极的金属导杆导通，电流回路产生电流。

所述的多个金属导杆每间隔0.5～1m设置一个。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在电堆区和电解液去均设置防护围栏，防护围栏底部为一端高一端低带有倾角的斜面，可以将泄漏的电解液集中到底面地势最低的一侧，在该侧设置多个金属导杆，并通过导线连接导杆形成电流回路，当没有泄漏时，金属导杆之间没有导电体导通，因此断路，当电解液泄漏时，由于电解液的导电率在100～300ms/cm，可将金属导杆之间导通，形成一个导通的电流回路，从而引发报警器报警，因此，可在第一时间发现泄漏，并可采取及时补救措施，以防进一步发展成大漏等大事故。

附图说明

图1为全钒液流电池原理图；

图2为本发明的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

如图2所示，一种200kwh液流电池***泄漏的快速自动报警装置，包括2立方米左右的电解液区1、由二只1.5立方米正负电解液储罐组成，以及100kw电堆由六个20kw电堆模块串联、并联组成，电堆区2，还包括自动控制***，该自动控制***包括防护围栏3、以及设置在防护围栏底部的电流探测器，和电流探测器连接的报警器，所述的电解液区和电堆区安置在防护围栏内，防护围栏内表面采用陶瓷贴片，使其不会被电解液腐蚀；所述的防护围栏3包括一个倾斜底面31，该倾斜底面31最低的一侧设有电解液集流沟32，所述的电流探测器包括至少两个金属导杆、电流采集导线，在防护围栏底部电解液集流沟32内每间隔1m设置一个金属导杆，并通过电流采集导线连通，同时施加一个12～24V的电压，构成一个电流回路；

电解液未泄漏时，金属导杆之间为断路，不产生电流，电解液泄漏时，由于电解液具有100～300ms/cm的导电率，将金属导杆导通，电流回路产生电流，触发报警器报警。

实施例2

所述的防护围栏内表面进行防酸处理，所述的防酸处理为在其内表面涂覆环氧树脂，使其不会被电解液腐蚀。在防护围栏底部电解液集流沟内每间隔0.5m设置一个金属导杆，其余同实施例1。

Claims (1)

1.一种液流电池***泄漏的快速自动报警装置，包括电解液区、电堆区，其特征在于，还包括自动控制***，该自动控制***包括防护围栏、以及设置在防护围栏底部的电流探测器，和电流探测器连接的报警器，所述的电解液区和电堆区安置在防护围栏内；当电解液区或电堆区发生泄漏，泄漏出来的电解液使电流探测器二极导通，引发报警器报警；

所述的电流探测器包括多个金属导杆、电流采集导线，多个金属导杆间隔设置在防护围栏底部，并通过电流采集导线连通，同时施加一个12～24V的电压，构成一个电流回路；当电解液泄漏将金属杆导通，所述的电流回路中产生电流，触发报警器报警；

所述的防护围栏底部地势最低的一侧设有电解液集流沟，金属导杆设置在该电解液集流沟内，电解液未泄漏时，金属导杆之间为断路，不产生电流，电解液泄漏时，因为电解液由硫酸氧钒、硫酸溶液组成，具有较大的电导率，将作为二极的金属导杆导通，电流回路产生电流；

所述的多个金属导杆每间隔0.5～1m设置一个；

所述的防护围栏包括一个倾斜底面，所述的电流探测器设置在倾斜底面地势最低的一侧；

所述的防护围栏内表面采用陶瓷贴片或者进行防酸处理，所述的防酸处理为在其内表面涂覆环氧树脂。