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3储能在分布式可再生能源领域中的发展趋势
3.1本体技术选择依据及对策
3.1.1评价要素
基于近几年来关于储能技术的研究工作,归纳出大容量储能技术推广应用的关键因素,并提出规模等级、技术水平、经济成本以及技术形态这四项指标,用于判断适于规模化发展的储能技术类型。
未来广泛用于电力系统的储能技术,至少需要达到MW级、MW∙h级的规模,而对于现有技术发展水平来说,抽水蓄能、压缩空气储能和电池储能、熔融盐蓄热、氢储能具备MW级或MW∙h级的规模,而飞轮、超导及超级电容器储能很难达到MW∙h量级。
安全与可靠始终是电力系统运行的基本要求,MW级、MW∙h级规模的储能系统将对安全与可靠性提出更高的要求。储能系统的安全问题,与储能系统本身的材料体系、结构布局以及系统设计中所考虑的安全措施等因素相关。
尤其对电池储能系统而言,由于在应用过程中往往需要通过串并联成组设计将电池单体组成电池模块及电池系统才能满足应用需求,所以电池系统内部各单体电池的性能一致性问题,也成为影响电池系统安全性与可靠性的又一个因素。
在技术水平方面,首先,转换效率和循环寿命是两个重要指标,它们影响储能系统总成本。低效率会增加有效输出能源的成本,低循环寿命因导致需要高频率的设备更新而增加总成本。其次,在具体应用中,影响储能系统比能量的储能设备体积和质量也是考虑因素。体积能量密度影响占地面积和空间,质量能量密度则反应了对设备载体的要求。
在经济成本方面,现有电价机制和政策环境下,单就储能技术的成本来讲远不能满足商业应用的需求。以风电应用为例,配套的储能设施单位kW投资成本几乎都超出了风电的单位投资成本,同时大规模化的储能系统还要考虑相应的运行维护成本。
因此,所关注的规模化推广的储能技术必须具备经济前瞻性,也就是说应该具备大幅降价空间,或者从长时期来看具有一定显性的经济效益,否则很难推广普及。
衡量一种储能技术能否得到大规模推广运用的第四项指标应是储能系统能否以设备或工程形态(批量化、标准化生产,便于安装、运行与维护)运用在电力系统中。在众多储能方式中,电池储能是契合设备形态需求较好的储能技术类型。
就目前储能技术发展水平而言,实现在电力系统的大规模应用,期望储能效率大于95%,充放电循环寿命超过10000次,储能系统规模可达到10MW∙h以上,并具有较高的安全性。在上述基准下,当前各类储能技术现状如图5所示。
从对比效果来看,各种储能技术互有短板,距期望值有一定差距,其中锂电池与应用指标差距最大的是寿命和成本,液流电池与应用指标差距最大的是效率和成本。
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