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液流电池容量大,电解液可回收,循环寿命长,可分别设计容量和功率。
锂离子电池是以含锂离子的化合物作正极,以碳材料为负极的电池。锂离子电池循环性能优越,使用寿命长,不含有毒有害物质,被称为绿色电池。目前,锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑、电动车等领域,但单次充放电循环的成本超过1元/千瓦时,应用于电力系统及大规模储能还缺乏经济性。
金属空气电池是用金属燃料代替传统燃料电池中的氢能源而形成的一种新型燃料电池,具有无毒、无污染、放电电压平稳、能量密度大、内阻小、使用寿命长、价格相对较低、工艺技术要求不高等诸多优点。金属空气电池原材料廉价丰富,可以再生利用,有望成为新一代绿色储能电池。
电磁储能
超级电容器是20世纪七八十年代发展起来的通过极化电解质储能的电化学元件,储能过程并不发生化学反应,因为储能过程可逆,超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容器功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽,但储能容量低,不适用于电网大规模储能。
超导电磁储能是利用超导体电阻为零的特性制成的储能装置,具有瞬时功率大、质量轻、体积小、无损耗、反应快等优点,可用于提高电力系统稳定性、改善供电品质。但超导电磁储能能量密度低、容量有限,且受制于超导材料技术,未来前景尚不明朗。
发展方向和前景
大型能量型储能可用于全球能源互联网调峰填谷。抽水蓄能、压缩空气储能等大型的、可长时间储能的设施,可用于大电网调峰。液流电池储能量大、循环次数多、寿命长,可作为电网调峰储能装置的补充。氢储能可用于存储富余的风能和太阳能,为燃料电池汽车提供动力。
大型功率型储能可用于平抑大规模清洁能源的波动性。超级电容器、超导电磁储能、飞轮储能、钠硫电池等功率型储能设备主要与大规模可再生能源联合运行,可迅速对风电、光伏发电的出力做出反应,平抑可再生能源波动,保障电网实时运行安全。
小型储能电池可用于电动汽车。锂电池、新型铅酸电池、金属空气电池等储能设备,能量和功率密度较高,但电池同一性较差,难以组成大容量电池组,不适用大型电站,主要用于电动汽车。随着电池使用寿命的延长和成本的降低,储能电池可满足电动汽车大规模发展需要。未来,电动汽车储能电池接入全球能源互联网,通过合理安排充电时间,辅助电网调峰,实现低谷充电、高峰放电。
储能技术进步关键在于材料技术突破。随着储能新材料的不断创新发展,在储能元件延长使用寿命、提高能量密度、缩短充电时间和降低成本等方面有望取得重要突破。
(摘自《全球能源互联网》)
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