《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 其他 > 市場分析 > 細(xì)說:電網(wǎng)儲能的五種技術(shù)路線

細(xì)說:電網(wǎng)儲能的五種技術(shù)路線

2015-01-16

    因為可再生能源發(fā)電的間隙性和易變性,,及其滲透率的不斷提高,,對電網(wǎng)的正常運行 和調(diào)度有一定程度的沖擊,為了盡可能利用更多的可再生能源和提高電網(wǎng)運行的可靠性和效率,,各種儲能技術(shù)得到快速發(fā)展。

  電能儲存技術(shù)分為五大類:機械儲能,、電氣類儲能技術(shù),、電化學(xué)類儲能技術(shù)、熱儲能 技術(shù)以及化學(xué)類儲能技術(shù),。目前世界電網(wǎng)中電能儲存容量占比最高的是抽水蓄能,,其總裝機容量規(guī)模達到了127GW,占總儲能容量的99%,,其次是壓縮空氣儲 能,,總裝機容量為440MW,排名第三的是鈉硫電池,,總?cè)萘恳?guī)模為316MW,。

  1、機械儲能

  機械儲能主要包括抽水蓄能,、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等,,其中抽水蓄能需要將電網(wǎng) 低谷時利用過剩電力作為液態(tài)能量媒體的水從地勢低的水庫抽到地勢高的水庫,電網(wǎng)峰荷時高地勢水庫中的水回流到下水庫推動水輪機發(fā)電機發(fā)電,,所以,,抽水蓄能 對地勢環(huán)境有一定的依賴,效率一般在 65%-75%,,最高可達到 80%-85%,,但它具有日調(diào)節(jié)能力,適合配合核電站,、大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電,、超大規(guī)模太陽能光伏發(fā)電等。

  2,、電氣儲能

  電氣類儲能技術(shù)主要包括了超級電容器儲能和超導(dǎo)儲能,,其中超級電容器儲能因為其能量密度低等特點,一般適合和其他儲能手段聯(lián)合使用,可以在微電網(wǎng)中和儲能蓄電池結(jié)合使用,,也可用于電動汽車的啟動加速等;超導(dǎo)儲能目前大多是試驗性的,,技術(shù)還需要進 一步突破。

  3,、電化學(xué)儲能

  電化學(xué)儲能主要包括鉛酸電池,、鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池等等,。

 ?。?)鉛酸電池目前在世界上應(yīng)用最廣泛,循環(huán)壽命可達 1000 次左右,,效率能達到 80%-90%,,性價比高,常用于電力系統(tǒng)的事故電源或備用電源,,但如果深度,、快速大功率放電時,可用容量會下降,。其特點是能量密度低,,壽命短。鉛酸電池 今年通過將具有超級活性的炭材料添加到鉛酸電池的負(fù)極板上,,能將其循環(huán)壽命提高很多,。

  (2)鋰電池主要應(yīng)用于便攜式的移動設(shè)備中,,其效率可達 95%以上,,放電時間可達 數(shù)小時,循環(huán)次數(shù)可達 5000 次或更多,,響應(yīng)快速,,他是電池中能量最高的實用性電池,近年來技術(shù)也在不斷進行升級,,正負(fù)極材料也有多種應(yīng)用,,但存在價格高(4 元/wh)、過充會導(dǎo)致發(fā)熱,、燃燒等安全性問題,,需要進行充電保護,。隨著國內(nèi)外對于鋰電的研發(fā),,其性能不斷提升,成本也在較大幅度下降,,未來有望更廣泛應(yīng) 用,。

  (3)鈉硫電池,陽極由液體硫組成,,陰極由液態(tài)鈉組成,,中間有陶瓷材料的貝塔鋁管隔離,電池運營溫度需要保持在 300 攝氏度以上,,以保障電極處于熔融狀態(tài),,循環(huán)周期 可達到 4500 次,放電時間 6-7 小時,,周期往返效率 75%,,能量密度高,響應(yīng)時間快,。目 前在日本,、德國、法國,、美國等地已建有 200 多處此類儲能電站,,主要用于負(fù)荷調(diào)平,移 峰和改善電能質(zhì)量,。但因為使用液態(tài)鈉,,運行于高溫下,容易燃燒,。

 ?。?)液流電池的能連儲存在溶解于液態(tài)電解質(zhì)的電活性物種中,而液態(tài)電解質(zhì)儲存在電池外部的罐中,,用泵將儲存在罐中的電解質(zhì)打入電池堆棧,,并通過電極 和薄膜,將電能轉(zhuǎn)化為電化學(xué)能,,或?qū)㈦娀瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,。電池的功率和能量是不相關(guān)的,儲存的能量取決于儲存罐的大小,,因而可以儲存長達數(shù)小時至數(shù)天的能 量,,容量可達 MW 級。這個電池有多個體系,,如鐵鉻體系,,鋅溴體系、多硫化鈉溴體系以及全釩體系,,其中全釩氧 化還原液流電池最受關(guān)注,,是主要的技術(shù)發(fā)展方向,其特點是技術(shù)成熟,,壽命長,,循環(huán)次數(shù)可超過一萬次以上,,但能量密度和功率密度比鋰電池要低,響應(yīng)時間也不 快,。

  4,、熱儲能

  熱儲能系統(tǒng)中,熱能被儲存在隔熱容器的媒介中,,需要的時候轉(zhuǎn)化回電能,,也可直接 利用而不再轉(zhuǎn)化回電能。熱儲能又分為顯熱儲能和潛熱儲能,。熱儲能儲存的熱量可以很大,,所以可利用在可再生能源發(fā)電上。

  5,、化學(xué)類儲能

  化學(xué)類儲能是利用氫或合成天然氣作為二次能源的載體,,利用多余的電制氫,可以直 接用氫作為能量的載體,,也可以將其與二氧化碳反應(yīng)成為合成天然氣(甲烷),,因為氫或 者甲烷作為能量載體可儲存的能量很大,可達 TWh 級,,而且儲存的時間也很長,,氫或者 合成天然氣除了可用于發(fā)電外,還有其他利用方式如交通等,。德國熱衷于推動此項技術(shù),,并有示范項目投入運行?;瘜W(xué)類儲能的缺點是它的全周期效率較低,,制氫效 率僅 40%,合 成天然氣的效率不到 35%,。

  五類電能儲存技術(shù)中,,一般會根據(jù)各種儲能技術(shù)的特點,進行綜合比較來選擇適當(dāng)?shù)?技術(shù),,可供選擇的指標(biāo)主要包括:能量密度,、功率密度、響應(yīng)時間,、儲能效率,、設(shè)備壽命 (年)或充放電次數(shù)、技術(shù)成熟度,、經(jīng)濟因素(投資成本,、運行和維護費用)以及安全和 環(huán)境方面的考慮,再根據(jù)應(yīng)用的目的和需求,,選擇儲能種類,、安裝地點、容量以及各種技術(shù)的配合,。在這五類儲能方式中,,其中電化學(xué)儲能的電池發(fā)展非常迅速。

本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點。轉(zhuǎn)載的所有的文章,、圖片,、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者,。如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,,以便迅速采取適當(dāng)措施,,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失。聯(lián)系電話:010-82306118,;郵箱:[email protected],。