Feasibility analysis of renewable hybrid energy supply options for Masirah Island

In this paper, the assessment and modelling of alternative renewable energy systems for Masirah Island is considered. The hybrid system that is simulated comprises various combinations of wind turbines and/or photovoltaic (PV) supplemented with diesel generators and short-term battery storage. It was found from the analysis that the PV–wind–diesel hybrid system, with battery unit, has the lowest cost values as compared to solar-only or wind–diesel hybrid systems. Furthermore, the study illustrates that for a given hybrid system the presence of battery storage will reduce diesel consumption. The decrease in carbon emission, the percentage of fuel savings, the cost of energy production and the effect of wind and PV penetration are also addressed in this paper. The PV–wind–diesel hybrid option is techno-economically viable for the electrification of the Masirah Island.     

Intelligent power supply management of an autonomous hybrid energy generator

ABSTRACT

This work deals with the optimization of an hybrid energy system used to supply an isolated site. The proposed system combines a wind turbine, a photovoltaic panel, a diesel generator and a battery bank to electrify atypical home. An energy cost-effectiveness approach is adopted in accordance with meteorological data, time profile of energy consumption, and the cost of different alternative systems. A variety of performances is obtained through simulations within the Homer Pro environment. The selection of an optimal combination is based on the maximum integration of renewable energy in the suggested system with a minimum of gas emission. According to the obtained results, the overall cost of the selected installation is about 72,900 €, with 0.415€ the unit cost of a kWh electric energy provided with a contribution of renewable energy of around 86%. Simulations show a technical and financial benefits of the different configurations obtained to supply the target site. To control the proposed hybrid energy system, a supervision algorithm is developed and implemented on TMS320F28027 DSP platform. The proposed energy system aims to take advantages of renewable energy sources and shift to conventional sources only when necessary in order to ensure source autonomy and service continuity.     

基于成本核算的废旧动力电池回收模式分析与趋势研究

概述了动力电池流向、回收管理体系和回收模式等管理现状,总结提出了以新能源汽车生产企业、动力电池生产企业、第三方综合利用企业和产业联盟为回收主体的四种动力电池回收模式;考虑建设成本、运行维护成本、收集成本、贮存成本、运输成本、人工成本、税收成本、管理成本等8个构成要素,构建了废旧动力电池回收成本模型;核算了四种回收模式的废旧动力电池回收成本和利润情况.核算数据显示,回收1万t/a的废旧动力电池项目,在年总收益均为8500万元的条件下,四种回收模式的利润区间为-461~401万元.结果与趋势分析表明,我国可优先推广新能源汽车生产企业为回收主体的回收模式,便于迅速布局;市场成熟后以动力电池生产企业和综合利用企业为回收主体的模式将进入市场,专业性和技术性将大幅提升;当市场更加成熟,以产业联盟为主体的回收模式将更具优势,回收成本降到最低.综上,建议从避免重复建设,缩短资金周转周期,探索创新模式,构建绿色供应链以及完善回收法律体系等方面入手,进一步完善我国废旧动力电池回收体系.     

航空压力环境对锂离子电池热解气体爆炸极限影响*

针对航空锂离子电池热失控释放气体安全性研究不足的问题,采用气体拉曼光谱技术、气相色谱仪(Gas Chromatography,GC)和质谱(Mass Spectroscopy,MS)耦合来探究压力和荷电状态(State of Charge,SOC)对锂离子电池早期故障气体类型、气体动态演变及气体潜在危险性等特征的影响规律,同时综合考虑压力、电压和电池温度等多种因素分析锂离子电池热失控危害。研究结果表明:电池SOC越高且环境压力越低,电池越早触发热失控,爆炸极限越宽,其中30 kPa下100%SOC电池热解气体爆炸极限为8.01%~53.35%;SOC和环境压力越高,电池热失控越危险,释放的气体体积越多;CO,CO2,PF3,C2H4及电解液（C3H6O2、C3H6O3、C4H8O2）等气体可作为航空锂离子电池早期故障诊断特征。研究结果对保障锂离子电池在航空领域的安全运输及应用具有重要意义。     

数据挖掘与现场调查结合的电动汽车事故分析

为了解电池热失控引起的电动汽车自燃事故起因,降低事故发生率,统计梳理2020年新能源汽车起火事故概况,并基于动力电池失效机制和车辆运行数据,提出一种融合事故阶段安全参数关联分析、事故现场调查和全生命周期数据一致性分析的事故多维分析方法,采用该方法深入剖析一起电动汽车起火事故.研究结果表明:事故多维分析方法可通过探究事故...     

热电池失效分析及等效加速贮存试验技术

目的 建立基于实测环境载荷的热电池等效加速贮存试验技术,掌握其在环境载荷作用下的性能退化规律。方法 在分析热电池组成和所受环境载荷情况的基础上,分析热电池的主要失效模式,设计基于实测环境数据的等效加速贮存试验,开展热电池等效加速贮存试验,分析热电池性能和热图像的变化情况,利用粒子滤波算法对电池剩余电容量进行预测。结果 随加速循环次数（时间）的增加,热电池的电容量下降。热图像表明,热电池经过等效加速贮存试验后,其放电过程表面温度要高于初始放电表面温度。粒子滤波算法能够有效模拟电容量的退化过程,电池剩余电容量预测结果与试验结果误差在10%以内。结论 等效加速贮存试验得到了热电池的性能退化规律,从而为热电池的贮存试验提供一种解决方案。     

锂离子电池安全性特点及热模型研究

锂离子电池的安全问题越来越受到重视.本文从锂离子电池热安全性特点着手,分析了锂离子电池的着火、爆炸和电解液泄漏等安全事故特点.简单介绍了锂离子电池主要材料的产热特性、相互反应产热特性.讨论了锂离子电池热模型建立的两种途径,即量热仪途径和化学反应途径,通过这些热模型的建立,来指导锂离子电池的安全设计和管理.     

基于循环特性的镍氢和锂离子电池环境影响机制分析

为了了解镍氢电池和锂离子电池在生产、使用、废弃或回收过程中的环境影响,建立了一种简单快速的二次电池环境影响机制分析方法。通过生命周期评价(LCA)方法,采用Eco-indicator99体系,综合考虑电池循环容量衰减和循环次数的影响,建立了二次电池环境影响机制分析模型,并运用此模型对两种实验用二次电池(镍氢电池和锂离子电池)的环境影响机制进行了研究。结果表明:1)在所选取的两种二次电池当中,锂离子(Li-ion)电池的环境影响明显比镍氢(Ni-MH)电池的低;2)随着循环次数的增加Li-ion电池环境影响衰减比Ni-MH电池的明显,即随着使用循环次数的增加,Li-ion电池对环境的影响会降低到更多。综合来说,所选取的Li-ion电池比Ni-MH电池更具环境可持续性。文中所提出的环境影响机制分析模型同样可以应用于其他二次电池,以期为环境友好型二次电池的开发提供帮助。     

铅酸电池系统的铅流分析

探求铅的工业流动规律,寻求环境管理的理论依据.在构建铅酸电池生命周期铅流图基础上,建立了铅酸电池系统与外部环境之间的联系,获得了铅的工业流动基本规律.结果表明,提高铅的生态效率,有助于铅矿资源保护和环境改善.要做到这一点,需要保持较高的铅循环率、较低的铅排放率.提出了铅流状况的评价指标.分析了中国铅酸电池系统中铅的流动.通过与瑞典某铅酸电池系统中铅的流动进行对比,发现由于中国铅的循环率低下、铅的排放率偏高、铅酸电池年产量持续增长等,造成了中国铅酸电池系统中铅的生态效率十分低下.结合中国铅业实况,分析了铅的循环率低下和铅的排放率偏高的成因,提出了改善对策.     

柠檬酸浸出废弃电池材料中镍钴锰金属的研究

随着锂离子电池使用领域和范围越来越广泛,其产销量日益增长,由此产生的废旧锂离子电池的回收处理问题也日趋严重.如何提高废旧电池中锂镍钴锰等有价金属的回收效率,以及在回收过程中减少对环境造成的二次污染,是目前环境科研者研究的热点问题.以柠檬酸为浸出酸,研究了废弃锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂在柠檬酸溶液中浸出效果,比较不同反应时间、反应温度、柠檬酸浓度、固液比以及添加双氧水和硫代硫酸钠对镍钴锰浸出效率的影响.结果表明延长反应时间、提高反应温度和柠檬酸浓度有利于有价金属的浸出,双氧水和硫代硫酸钠的添加对镍钴锰的浸出有显著促进作用.