结合历史上多方位储能系统的优缺点
2019-08-24 14:36:14 浏览数:0次
在储能方面，人们很容易想到电池；户外电源；移动电源；充电宝等，但现有的电池技术很难满足电网级储能的要求。事实上，储能市场潜力巨大。据市场研究公司派克研究公司（Pike Research）称，2011年至2021年的10年内，全球储能项目将投资1220亿美元。在大型储能系统中，传统的抽水蓄能、压缩空气蓄能等储能方式得到了广泛的应用，也在不断的改进和创新。今天，财新能源推荐了一篇文章，分析了当前全球储能技术及其对电网的影响。
现有的储能系统主要分为五类：机械储能、电储能、电化学储能、热能储能和化学储能。目前，抽水蓄能电站在世界上所占比例最高。总装机容量达到127GW，占总储能容量的99%，其次是压缩空气储能，总装机容量440兆瓦，其次是钠硫电池，总容量316兆瓦。
1。机械储能
机械储能主要包括泵送储能、压缩空气储能和飞轮储能。
（1）抽水蓄能：当电网电压较低时，将多余的电能作为液体能源介质，将低洼水库的水抽至低洼水库。当电网为高峰负荷时，高水位水库中的水返回低水位水库，驱动涡轮发电机发电。效率一般在75%左右，通称为“出4-3”，具有日调节能力，用于调节。峰值和备用。
不足之处：选址困难及其对地形的依赖性；投资周期大，损失高，包括抽水蓄能损失+线路损失；现阶段，我国电价政策也受到制约，去年我国80%以上的抽水蓄能都是阳光明媚的，是最后的征兆。T、发改委出台了抽水蓄能价格政策，今后可能会更好，但也愿意。它一定不是储能的趋势。
（2）压缩空气储能（CAES）：压缩空气储能（CAES）是一种储能系统，它利用电力系统在低负荷时的剩余电能，通过电机驱动空气压缩机。压缩空气作为储气室被压缩进地下大洞室。当系统发电能力不足时，通过换热器将压缩空气与油或天然气混合，燃烧后进入洞室。燃气轮机发电。国外研究比较多，技术比较成熟，我国起步较晚，就好像鲁强院士在这方面做了更多的研究，什么样的热电联产等等。
压缩空气储能还具有调峰功能，适用于大型风场，因为风能产生的机械功直接驱动压缩机旋转，减少了中间向电环节的转换，从而提高了效率。
缺点：主要缺点之一是效率低。其原因是当空气被压缩时，温度会升高，在空气释放和膨胀过程中温度会降低。在压缩空气过程中，部分能量以热能的形式损失，在膨胀前必须重新加热。天然气通常作为加热空气的热源，降低了储能效率。也可以想象，需要大型的气体储存装置、特定的地质条件和对燃烧化石燃料的依赖。
（3）飞轮储能：高速旋转飞轮以动能的形式储存能量。当需要能量时，飞轮会减速并释放储存的能量。我国飞轮储能的单一技术基本上已经存在（但与国外相比差距超过10年）。困难在于为不同的目的开发不同功能的新产品。因此，飞轮储能电源是一种高新技术产品，但其原有的创新不足，使我国难以获得科研经费的支持。
缺点：能量密度不够高，自放电率高。如果停止充电，能量将在几到几十小时内耗尽。它只适用于一些市场领域，如高质量的不间断电源。
2。电能储存
（1）超级电容器的储能：超级电容器是由活性炭多孔电极和电解质组成的双层结构获得的。与使用化学反应的电池不同，超级电容器的充放电过程始终是一个物理过程。充电时间短，使用寿命长，温度特性好，节能环保。超级电容器没有什么太复杂的。这是电容器的充电。剩下的是物质问题。目前，研究方向是面积是否小，电容是否大。超级电容器的发展也很快。目前，基于石墨烯材料的新型超级电容器非常流行。
特斯拉首席执行官埃隆•马斯克（Elon Musk）2011年表示，传统电动汽车的电池已过时，由超级电容器供电的新车将在未来取代它们。
（二）超导储能装置：利用超导体的零电阻储存电能的装置。超导储能系统由超导线圈、低温系统、功率调节系统和监测系统四部分组成。超导材料技术的发展是超导储能技术的重要组成部分。超导材料大致可分为低温超导材料、高温超导材料和室温超导材料。
缺点：超导储能（材料和低温制冷系统）的高成本限制了其应用。由于可靠性和经济性的限制，商业应用还很遥远。
三.电化学储能
（1）铅酸蓄电池：以铅及其氧化物为主要电极，电解液为硫酸溶液的蓄电池。目前，它已被广泛应用于世界各地。其循环寿命可达1000倍左右，效率可达80%-90%，性价比高。通常用于电力系统事故电源或备用电源。
缺点：放电深度大，速度快，功率大，可用容量低。其特点是能量密度低，寿命短。今年，铅酸蓄电池在负极板上添加了超活性炭材料，大大提高了蓄电池的循环寿命。
（2）锂离子电池：以锂金属或锂合金为负极材料、非水电解质溶液的电池。主要用于便携式移动设备，其效率可达95%以上，放电时间可达数小时，循环次数可达5000次以上，响应快，是一种实用的高能电池，目前使用较多。近年来，技术不断升级，阴极和阴极材料也得到了广泛的应用。
市场上的主要动力锂电池分为三类：锂钴氧化物电池、锂锰酸盐电池和锂铁磷酸盐电池。前者能量密度高，但安全性稍差。相比之下，比亚迪等大多数家用电动汽车目前都使用锂铁磷酸盐电池。但是外国人似乎在玩锂三元电池和磷酸铁锂电池？
锂硫电池也很受欢迎。他们使用硫作为正极，锂金属作为负极。理论比能量密度可达2600Wh/kg，实际能量密度可达450Wh/kg。然而，如何提高电池的循环寿命和安全性也是一个大问题。
不足之处：存在价格高（4元/wh）、充电过度导致发热、燃烧等安全问题，需要充电保护。
（3）钠硫电池：是以金属钠为负极，硫为正极，陶瓷管为电解质隔膜的二次电池。循环周期可达4500次，放电时间6-7小时，循环往返效率75%，能量密度高，响应时间快。目前，日本、德国、法国、美国等地已建成此类储能电站200多座，主要用于调负荷、调峰和提高电能质量。
缺点：由于使用液态钠，它在高温下运行，容易燃烧。在电网耗尽的情况下，需要柴油发电机来帮助维持高温，或帮助满足电池的冷却条件。
（4）流式电池：一种高性能的电池，将正负电解质分开并分别回收。电池的功率和能量是独立的。储能的大小取决于储能罐的大小，因此储能时间可长达数小时至数天，储能能力可达到兆瓦级。电池有铁铬系、溴化锌系、多硫化钠系、钒系等系统。其中，钒电池更受欢迎。
缺点：电池太大；环境温度太高；价格昂贵（可能是短期现象）；系统复杂（泵和管道，不像锂等非液流电池那么简单）。
电池储能或多或少有环境问题。
4。热能储存
热能储存：在热能储存系统中，热能储存在绝缘容器的电介质中，当需要时可以转换回电能，或直接利用，而不是转换回电能。热能储存可分为显热储存和潜热储存。热能储存可以储存大量的热量，因此可以用于可再生能源的生产。
缺点：热储能需要多种高温化学热工质，其使用受到限制。
5。化学储能
化学储能：氢气或合成天然气作为二次能源载体。氢气可以直接用作能量载体，也可以与二氧化碳反应生成合成天然气（甲烷）、氢气或合成气。HETIC天然气可用于发电和其他用途，如运输。等待。德国渴望推广这项技术，并正在实施示范项目。
缺点：总循环效率低，制氢效率仅为40%，合成天然气效率低于35%。
参考前辈摘要：
PHS抽水蓄能器；CAES压缩空气；铅酸：铅酸电池；镍镉：镍镉电池；北美：钠硫电池；斑马：镍氯电池；锂离子：锂电池；燃料电池；金属空气：金属空气电池；VRB：液流电池；ZNBBR：液流电池；PSB：液流B电池；太阳能燃料：太阳能燃料电池池；SME：超导储能；飞轮：飞轮；电容器/超级电容器：电容器/超级电容器；AL-TES：水/冰储热/冷却系统；CES：低温储能系统；HT-TES：储热系统。
总体而言，目前的研究和开发主要集中在超级电容器和电池（锂电池、流电池）。材料领域的突破是关键。
经过可靠的储能后，电网会是什么样子？
1。支持能源互联网和智能电网
储能是智能电网实现双向能量交互的重要设备。没有储能，一个完整的智能电网是不可能谈论的。
2。利用储能技术面对新能源的考验
主要目的是抑制、稳定风能、太阳能等间歇性可再生能源发电的输出功率，提高电网接受间歇性可再生能源的能力。
三。降低峰谷差提高设备利用率
在降低调峰和供电压力的同时，电网企业可以获得更多的调峰效益
4。提高电网安全可靠性和电能质量
提供应急电源，减少各种瞬时电能质量问题造成的损失。
SADE户外电源，便携式户外电源创造美好生活。
