太阳能农场可以提供用于电动车电池的第二次生命



电动车迅速普及的全球增长,很快就会有废旧电池,其性能已不再足以为那些需要可靠的加速和范围的车辆的浪潮。但一项新的研究显示,这些电池可能仍然有一个有用且有利可图的第二生命,为电网规模的太阳能光伏发电设施,在那里他们可以超过十年在这个要求不高的角色进行备份存储。

这项研究成果发表在杂志 外加能量,由六家现任和前任MIT的研究人员,包括博士后伊恩·马修斯和机械工程托尼奥buonassisi,谁是光伏头研究室教授进行。

bt365手机的研究表明,电动汽车的电池可以有一个有用且有利可图的第二生命,为电网规模的太阳能光伏发电设施,在那里他们可以超过十年在这个要求不高的角色进行备份存储。这个图像示出了锂离子电池的过汽车和太阳能电池板的背景的“剖切”图。图片:bt365手机新闻

作为测试的情况下,研究人员在详细研究在加利福尼亚州的假想格子规模的太阳能场。他们研究的几种情况的经济学:单独建设一个2.5兆瓦的太阳能农场;建立一个新的锂离子电池存储系统沿着相同的阵列;并与提出的重新改编电动汽车电池的电池阵列下降到了80%的原有容量的建设中,但在该点,他们将考虑继续使用车辆太弱。

他们发现,新电池安装不提供合理的投资净回报,但废旧电动车电池管理妥善的系统可能是一个很好的,有利可图的投资,只要电池成本的原价不到60%。

没那么容易

过程听起来简单,它已被偶尔在小规模的项目实施,但扩大该网格的规模并不简单,马修斯说。 “有在技术层面上的许多问题。怎么办时,你带他们下了车,以确保他们足够好重用你的屏幕电池?你如何收拾在一起从不同的汽车电池的方式,你知道,他们会很好地协同工作,而且你不会有一个电池,它比别人差得多,并会拖累系统下的表现?”

在经济方面,他说,也有问题:“我们肯定有留在这些电池证明的把它们从汽车,收集它们,在检查他们,并把它们重新包装成新应用程序的成本足够的重视? ”加州的当地条件下的模拟情况下,答案似乎是固体,是的,研究小组发现。

研究中使用的电池劣化的半经验模型,使用测得的数据,以预测容量衰减在不同操作条件下这些锂离子电池的训练,并发现该电池可以通过相对温和的充电和放电循环下操作达到最大的寿命和值 - 永远不会上述全部电量的65%或低于15%。这一发现挑战了一些先前的假设,最初运行在最大容量电池将提供最大的价值。

“我已经说过了人谁说过要做的仅仅是工作你的电池真的很辛苦的最好的事情,和前负荷所有的收入,”马修斯说。 “当我们看着那个,它只是没有在所有的意义。”这是从分析认为,电池的寿命最大化将提供最好的回报清晰。

他们会持续多久?

一个未知因素是电池能有多长继续在这第二个应用程序有效地运行。这项研究做了一个保守的假设,该电池会从他们的太阳能农场备份服务退休后,他们已经下降到其额定容量的70%,从最初的80%(当他们从EV使用退役的地步)。但它很可能是,马修斯说,继续向下运行容量的60%甚至更低的可能被证明是安全的和值得的。长期的试点研究将需要确定的是,他说。很多电动车厂家已经开始做这样的试验研究。

“这是一整个研究领域本身,”他说,“因为典型的电池有多个降解途径。试图找出当你进入这个更快速降解阶段发生了什么,这是一个活跃的研究领域。”部分,所述降解是通过将电池控制的方式来确定。 “所以,你实际上可能在项目的生命周期适应你的控制算法,只是真正推动了这一点,尽可能,”他说。这是一个方向的团队将在其正在进行的研究追求,他说。 “我们认为这可能是机器学习方法有很大的应用程序,试图找出一种智能方法和调整整个项目的生命这些调控政策的预测分析。”

这样一个项目的实际经济可能取决于当地的监管和速率设置结构有很大的不同,他解释说。例如,一些地方的规则允许将包括在新的可再生能源供应的总成本存储系统的成本,对利率决策的目的,和别人不一样。这种系统的经济性将是非常具体的网站,但加州的案例研究旨在说明性美国例。

“很多国家的真正开始看到存储可以提供的好处,”马修斯说。 “这只是表明,他们应该以某种方式结合第二寿命电池在这些规定的津贴。这可能是对他们有利。”

从麦肯锡股份有限公司最近的一份报告。显示,作为可再生能源项目的备份存储需求从现在到2030年间的增长,第二次使用电动汽车电池有可能满足需求的一半,马修斯说。一些电动车公司,他说,包括 rivian由bt365手机校友创办的,已经设计了电池组专门作出结束生命这种再利用的尽可能容易。

马修斯说:“那我在报纸上提出的观点是,在技术上,经济上,...这可能是工作。”下一步,他说,“有很多谁也需要参与这一利益相关者:你需要有你的电动车制造商,你的锂离子电池生产,太阳能的项目开发,电力电子的家伙。”意图,他说,“是说,'嘿,你们其实应该坐下来,好好看看这个,因为我们认为它可能真的工作。”

研究小组包括博士后bolum徐贺炜,MBA学生凡妮莎·巴雷托和研究的科学家伊恩·彼得斯马吕斯。这项工作是由欧盟的展望2020研究计划,美国能源部,国家科学基金会ERF量子可持续发展的太阳能技术(qesst),并通过新加坡 - bt365手机联盟的研究和技术(SMART)新加坡国家研究基金会的支持。