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儲能技術(shù)的原理與特點以及常用的儲能方式

鉅大LARGE  |  點擊量:5073次  |  2021年06月08日  

在生活中,你可能接觸過各種各樣的電子產(chǎn)品,那么你可能并不了解它的一些組成部分,比如它可能含有的儲能電池,那么接下來讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)儲能技術(shù)。由儲能元件組成的儲能設(shè)備和由電力電子設(shè)備組成的網(wǎng)格訪問設(shè)備已成為儲能系統(tǒng)的兩個重要部分。儲能裝置關(guān)于實現(xiàn)儲能,釋放或快速電力交換很重要。電網(wǎng)接入設(shè)備實現(xiàn)了儲能設(shè)備與電網(wǎng)之間的雙向能量傳遞和轉(zhuǎn)換,并實現(xiàn)了調(diào)峰,調(diào)優(yōu)能量,提高供電可靠性和電力系統(tǒng)穩(wěn)定性等功能。儲能系統(tǒng)的容量范圍相對較寬,從幾十千瓦到幾百兆瓦;放電時間跨度非常大,從毫秒到幾小時;它在整個發(fā)電,輸電,配電和功耗系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用范圍。大規(guī)模儲能技術(shù)的研究和應(yīng)用才剛剛開始。它是一門嶄新的學(xué)科,是國內(nèi)外研究的熱點。目前,儲能技術(shù)重要包括物理儲能(如抽水蓄能,壓縮空氣儲能,飛輪儲能等),化學(xué)儲能(如各種類型的電池,可再生燃料動力鋰電池,液流電池,超級電容器等)和電磁能存儲(例如超導(dǎo)磁能存儲等)。


1)最成熟,使用最廣泛的物理儲能是抽水蓄能,重要用于電力系統(tǒng)的調(diào)峰,谷值補(bǔ)償,調(diào)頻,調(diào)相,應(yīng)急備用等。抽水蓄能的釋放時間可以從幾小時到幾天不等,其能量轉(zhuǎn)換效率在70%到85%之間。抽水蓄能電站的建設(shè)周期長,并且受地形的限制。當(dāng)電站遠(yuǎn)離功耗區(qū)域時,傳輸損耗比較大。壓縮空氣儲能早在1978年就已使用,但由于地形和地質(zhì)條件,尚未得到廣泛推廣。飛輪儲能裝置使用電動機(jī)驅(qū)動飛輪高速旋轉(zhuǎn),將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并進(jìn)行存儲,飛輪在要時驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。飛輪儲能的特點是壽命長,無污染,低維護(hù),但能量密度低,可作為電池系統(tǒng)的補(bǔ)充。2)化學(xué)儲能類型很多,技術(shù)發(fā)展水平和應(yīng)用前景也不同:(1)電池儲能是目前最成熟,最可靠的儲能技術(shù)。根據(jù)所用化學(xué)物質(zhì)的不同,可分為鉛酸電池,鎳鎘電池,鎳氫電池,鋰離子電池,鈉硫電池等。鉛酸電池技術(shù)已經(jīng)成熟,可以成為大容量的存儲系統(tǒng),單位能耗成本和系統(tǒng)成本均較低,并且具有良好的安全性,可靠性和可重復(fù)使用性。它也是當(dāng)前最實用的能量存儲系統(tǒng)。它已被用于小型風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電。它已被廣泛用于系統(tǒng)和中小型分布式發(fā)電系統(tǒng)中,但是由于鉛是重金屬污染的源頭,鉛酸電池并不是未來的發(fā)展趨勢。鋰離子,鈉硫和鎳氫電池等高級蓄電池價格昂貴,大容量儲能技術(shù)尚不成熟。該產(chǎn)品的性能目前不能滿足儲能的要求,并且其經(jīng)濟(jì)性不能商業(yè)化。(2)大型可再生燃料動力電池投資大,價格高,循環(huán)轉(zhuǎn)換效率低。它們目前不適用于商業(yè)儲能系統(tǒng)。(3)液流儲能電池具有能量轉(zhuǎn)換效率高,運行維護(hù)成本低的優(yōu)點。它是用于高效,大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電,能量存儲和調(diào)節(jié)的技術(shù)之一。液流儲能技術(shù)已在美國,德國,日本和英國等發(fā)達(dá)國家用于示范。我國仍處于研發(fā)階段。(4)超級電容器是1980年代出現(xiàn)的新型儲能設(shè)備。由于使用特殊材料制造電極和電解質(zhì),因此該電容器的存儲容量是普通電容器的20至1,000倍,同時保持了傳統(tǒng)電容器的釋放容量。能量速度快的優(yōu)點已被持續(xù)應(yīng)用到高山氣象站和邊境哨所等供電場合。3)超導(dǎo)磁能存儲使用超導(dǎo)體制作線圈來存儲磁場能量。在電力傳輸期間無需轉(zhuǎn)換能量的形式。具有響應(yīng)速度快,轉(zhuǎn)換效率高,比容量/比功率大等優(yōu)點,可以充分滿足輸配電網(wǎng)的電壓支持,功率補(bǔ)償,調(diào)頻,提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。以及傳輸容量的要求。與其他儲能技術(shù)相比,超導(dǎo)磁儲能仍然非常昂貴。除了超導(dǎo)體本身的成本之外,保持系統(tǒng)的低溫還導(dǎo)致維護(hù)頻率的新增,并且出現(xiàn)的成本也相當(dāng)大。目前,世界上有許多正在運行或正在開發(fā)中的超導(dǎo)磁儲能項目。

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