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2、电气储能
(1)超级电容器储能:用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的电容量。与利用化学反应的蓄电池不同,超级电容器的充放电过程始终是物理过程。充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保。超级电容没有太复杂的东西,就是电容充电,其余就是材料的问题,目前研究的方向是能否做到面积很小,电容更大。超级电容器的发展还是很快的,目前石墨烯材料为基础的新型超级电容器,非常火。
Tesla首席执行官Elon Musk早在2011年就表示,传统电动汽车的电池已经过时,未来以超级电容器为动力系统的新型汽车将取而代之。
不足之处:和电池相比,其能量密度导致同等重量下储能量相对较低,直接导致的就是续航能力差,依赖于新材料的诞生,比如石墨烯。
(2)超导储能(SMES):利用超导体的电阻为零特性制成的储存电能的装置。超导储能系统大致包括超导线圈、低温系统、功率调节系统和监控系统4大部分。超导材料技术开发是超导储能技术的重中之重。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。
不足之处:超导储能的成本很高(材料和低温制冷系统),使得它的应用受到很大限制。可靠性和经济性的制约,商业化应用还比较远。
3、电化学储能
(1)铅酸电池:是一种电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池。目前在世界上应用广泛,循环寿命可达 1000 次左右,效率能达到 80%-90%,性价比高,常用于电力系统的事故电源或备用电源。
不足之处:如果深度、快速大功率放电时,可用容量会下降。其特点是能量密度低,寿命短。铅酸电池今年通过将具有超级活性的炭材料添加到铅酸电池的负极板上,将其循环寿命提高很多。
(2)锂离子电池:是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。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,是电池中能量最高的实用性电池,目前来说用的最多。近年来技术也在不断进行升级,正负极材料也有多种应用。
不足之处:存在价格高(4 元/wh)、过充导致发热、燃烧等安全性问题,需要进行充电保护。
(3)钠硫电池:是一种以金属钠为负极、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。
不足之处:因为使用液态钠,运行于高温下,容易燃烧。而且万一电网没电了,还需要柴油发电机帮助维持高温,或者帮助满足电池降温的条件。
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