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细说:电网储能的五种技术路线

2015-01-13 13:46来源:风雷网关键词:储存技术可再生能源电池收藏点赞

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(2)锂电池主要应用于便携式的移动设备中,其效率可达 95%以上,放电时间可达 数小时,循环次数可达 5000 次或更多,响应快速,他是电池中能量最高的实用性电池, 近年来技术也在不断进行升级,正负极材料也有多种应用,但存在价格高(4 元/wh)、过充会导致发热、燃烧等安全性问题,需要进行充电保护。随着国内外对于锂电的研发,其性能不断提升,成本也在较大幅度下降,未来有望更广泛应用。

(3)钠硫电池,阳极由液体硫组成,阴极由液态钠组成,中间有陶瓷材料的贝塔铝管隔离,电池运营温度需要保持在 300 摄氏度以上,以保障电极处于熔融状态,循环周期 可达到 4500 次,放电时间 6-7 小时,周期往返效率 75%,能量密度高,响应时间快。目 前在日本、德国、法国、美国等地已建有 200 多处此类储能电站,主要用于负荷调平,移 峰和改善电能质量。但因为使用液态钠,运行于高温下,容易燃烧。

(4)液流电池的能连储存在溶解于液态电解质的电活性物种中,而液态电解质储存在电池外部的罐中,用泵将储存在罐中的电解质打入电池堆栈,并通过电极和薄膜,将电能转化为电化学能,或将电化学能转化为电能。电池的功率和能量是不相关的,储存的能量取决于储存罐的大小,因而可以储存长达数小时至数天的能量,容量可达 MW 级。这个电池有多个体系,如铁铬体系,锌溴体系、多硫化钠溴体系以及全钒体系,其中全钒氧 化还原液流电池最受关注,是主要的技术发展方向,其特点是技术成熟,寿命长,循环次 数可超过10000 次以上,但能量密度和功率密度比锂电池要低,响应时间也不快。

4、热储能

热储能系统中,热能被储存在隔热容器的媒介中,需要的时候转化回电能,也可直接 利用而不再转化回电能。热储能又分为显热储能和潜热储能。热储能储存的热量可以很大, 所以可利用在可再生能源发电上。

5、化学类储能

化学类储能是利用氢或合成天然气作为二次能源的载体,利用多余的电制氢,可以直 接用氢作为能量的载体,也可以将其与二氧化碳反应成为合成天然气(甲烷),因为氢或 者甲烷作为能量载体可储存的能量很大,可达 TWh 级,而且储存的时间也很长,氢或者 合成天然气除了可用于发电外,还有其他利用方式如交通等。德国热衷于推动此项技术, 并有示范项目投入运行。化学类储能的缺点是它的全周期效率较低,制氢效率仅 40%,合 成天然气的效率不到 35%。

五类电能储存技术中,一般会根据各种储能技术的特点,进行综合比较来选择适当的 技术,可供选择的指标主要包括:能量密度、功率密度、响应时间、储能效率、设备寿命 (年)或充放电次数、技术成熟度、经济因素(投资成本、运行和维护费用)以及安全和 环境方面的考虑,再根据应用的目的和需求,选择储能种类、安装地点、容量以及各种技 术的配合。在这五类储能方式中,其中电化学储能的电池发展非常迅速。

原标题:电网储能的五种技术路线
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