登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
前言
与其它再生能源一样,光伏发电的最大硬伤是它的不稳定性。阳光充足的时候发电多,阳光不足的时候发电少,这是它无法改变的本性。当光伏发电还只是个零碎的时候,光伏的不稳定性对电网的影响几乎可以忽略不计;但是随着光伏发电在整个电网中的占比不断提升,这就变成了一个非常严重的问题。光伏发电太多,电网无法消纳;光伏发电太少,无法满足用电侧需求。弃光限电,实在是因为电网无法承受而不得已之举,并不是所谓的传统能源对再生能源的抵触。这个问题如何解决?兔子在这里简单的做一下探讨,并试着介绍一种新型的储能材料——赝电容。
1.提高光伏发电稳定性的途径
要想提高光伏发电的稳定性,途径无非有三:(1)多能互补,风能+光能、水利+光能、化石+光伏,等等;(2)地域平均,用地理地域最大程度的平滑发电量波动;(3)用储能来调峰调频。三种途径,均涉及到对光伏发电侧和用电侧的精确预测,兔子以后会为大家介绍相关的预测技术。(1)(2)暂且不表,兔子在此只想简单的探讨一下(3)储能技术。
储能技术又可以大致分为(1)机械储能,包括飞轮,高压,抽水等等;(2)热储能;(3)生物储能;(4)电储能四个方向。应用场景各有不同。而电储能,因为其高能量密度,高度模块化可控性,运输部署方便的特点,是目前光伏储能的主流方向。
2.电储能的基本原理和特点
电储能,其基本原理是在器件的空间上实现电荷的非对称分布,使得两个端口产生正电荷和负电荷的堆积,也即是使得器件的一个端口为正极,另一个端口为负极。当两极连上外电路的时候,电荷重新分布,能量就可以释放出来供外电路使用。作为逆过程,如果给两个端口加上电压,正负电荷则可以重新堆积,实现充电的状态。电储能最重要的性能指标包括三个:充放电能量密度(EnergyDensity),充放电功率密度(PowerDensity),充放电寿命(Lifecycle)。根据应用场景的不同,“密度”可为体积密度(比如手机笔记本电脑),也可为重量密度(比如电动汽车)。根据应用场景的不同,其他重要的性能指标还包括温度系数,温度适用范围,深度充放能力,回收率,价格等等。
3.电储能的分类
兔子反复强调具体应用场景,这是因为电储能技术多如牛毛,性能指标各有短长,只有限定了应用场景才能找到适用的储能技术,甚至做出具有针对性的开发。任何不提应用场景,只管吹嘘自己储能技术有多牛B的,都是耍流氓。
比如最重要的两个性能指标,能量密度和功率密度,通常就是鱼和熊掌不可兼得。Kim有一个比较直观的图表如下。一般电容器(Capacitor)具有极高的功率密度,可以瞬间输出极高的功率;但是其能量密度极低,能量输出不能持久。在另外一个极端,电池(Battery)和燃料电池(FuelCell)则是完全相反,能量密度极高,而输出功率偏低。处于两个极端中间的,则是所谓的超级电容(Supercapacitor)。
如此这般,那需要什么样的电储能技术才能配合光伏太阳能系统的需求?光伏是一个非常非常棘手的场景,既需要高功率密度的充放电从而平滑因为天气瞬间变化(比如云飘过)引起的高爬坡速率,又需要高能量密度以求在尽可能长的时间范围内实现调峰调频。同时,深度充放电,昼夜四季温差,都对电储能技术提出了巨大挑战。作为常规常用的蓄电池,不管是锂基电池还是铅酸电池,都还不具备理想的功率密度。为了应付瞬息万变的光伏发电,必须要连接相当数量的电池组从而提供足够的功率输出。这样不可避免的提高了储能的成本。
单从能量密度和功率密度这两个指标来看,适合于光伏的储能技术,在保证能量密度的情况下,必须要提升功率密度。因此,兔子认为,作为超级电容的一种,近年来高速发展的赝电容(pseudo-capacitor),可能成为光伏储能的未来技术。
3.赝电容
“赝”的意思就是“假”。“赝电容”这个名词表明了这是一种又像是电容又不太像传统电容的器件。赝电容继承了一般电容高功率密度,高充放电寿命的特点;而其高能量密度的特点,又比较接近于电池。其电化学原理如下图所示。首先,电荷的吸附是一个发生在电极表面的过程(adspotion),发生在表面就意味着赝电容可以像一般电容一样快速的释放电荷,实现很高的功率密度。其次,在离表面不远的地方,还可以发生氧化还原反应(redoxreaction),氧化还原反应其实就类似于电池,需要花一点点时间来完成,也就是可以比较持久的提供电能。最后,层状结构的电极材料还可以使得电荷慢慢的渗透扩散到比较深入的范德华层之间(intercalation),这个储能的能量密度就更大了。结合这些特质,这就是为什么赝电容可以同时实现比较高的能量密度和功率密度的原因。
事实上,研究人员已经做出了将赝电容和太阳能电池做在一起的混合器件,初步验证了用赝电容稳定光伏太阳能发电的可能性。当阳光充足的时候,太阳能电池可以为赝电容充电,而阳光匮乏的时候,赝电容可以放电为太阳能电池发电做出有力的补充。
总结
由于光伏发电不稳定这个“硬伤”,储能技术一直是发展的热点。业界一直期待一种符合光伏应用条件的,能量密度高,功率密度高,寿命长,能够应付环境苛刻条件,同时还便宜的储能技术。或许,赝电容会是一个有希望的候选技术?让我们拭目以待!
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
5月12日,巴西总统路易斯·伊纳西奥·卢拉·达席尔瓦在京与运达股份董事长陈棋、总经理程晨光举行会晤,双方就深化中巴新能源全产业链合作、技术创新及产业融合等议题达成重要共识,并签署了谅解备忘录。此次会见恰逢中拉论坛正式运行十周年,为双边合作注入新动能,标志着中巴绿色能源合作迈入新阶段
近日,由ENERGYBOX主办的2025年第三届德国国际光伏储能大会在德国慕尼黑召开。上能电气受邀出席,欧洲区销售执行总监OlegKim参会并发表精彩演讲。本次峰会邀请了德国联邦政府、当地电力公司及本地最具开发经验资质及投资意向的龙头企业,围绕欧洲能源转型部署展开,与会嘉宾分享光储项目的发展策略,共
北极星储能网获悉,申能新疆塔城和布克赛尔县200万千瓦光伏项目220kV升压汇集站及储能工程PC总承包中标候选人公示,项目规划建设装机容量为200万千瓦,储能容量为200MW/400MWh,新建2座220kV汇集站。第一中标候选人为中国电建集团江西省电力建设有限公司,投标报价66133.49万元,折合单价1.653元/Wh;
2025年5月7日,思格新能源亮相德国慕尼黑太阳能光伏储能展(IntersolarEurope2025)。此次展览思格不仅带来了覆盖从家庭到工商业的全场景光储解决方案,还发布全新一代智能能源管理平台mySigenApp3.0。通过软硬件深度融合,思格全面展现其在AI智能化、系统集成化与场景适配能力方面的技术优势,为全球
工商业光伏上网的红线正在不断收紧。4月23日,山东省能源局下发《山东省分布式光伏发电开发建设管理实施细则(征求意见稿)》。其中,规定山东省未来的一般工商业分布式光伏,年自发自用电量占发电量的比例不低于50%,上网电量全部参与电力现货市场。最值得关注的是,意见稿明确要求,对于年自发自用电
全球新能源行业瞩目的2025德国慕尼黑光伏储能展览会(IntersolarEurope2025)正式启幕!特变电工新能源创新呈现全场景光储解决方案聚焦大型电站、工商业及户用三大核心场景,向世界分享新能源领域的创新实践,携手全球伙伴共同推动行业进步。大型电站场景:全维度支撑新型电力系统面对全球新能源规模化
2025年IntersolarEurope展会在德国慕尼黑隆重举办,上能电气携全场景光储解决方案惊艳亮相,同时重磅推出全新户用光储解决方案,全面展示其在全球可再生能源领域的创新成果,为行业及观众带来了一次别开生面的前沿光储技术与成果分享盛宴。多款新产品赋能全场景应用为满足欧洲家庭对能源独立和电费节省
储能行业加速“洗牌”。2025年2月,136号文明确不得将储能配置作为新能源项目核准的前置条件,4月底,394号文明确要求实现电力现货市场全覆盖。中国新能源产业的“政策风暴”正在推动储能行业的市场化加速前行。在储能行业价值重构、技术博弈的双重压力下,一面是头部企业加大研发投入、出海寻求机遇等
“新能源企业‘出海’系列之启航欧美发布会”8日在北京举行,会上发布《新能源企业“出海”系列之启航欧美》报告(下称《报告》)。《报告》聚焦欧美核心市场,系统剖析光伏、储能、风电等领域的政策环境、市场需求及竞争格局。《报告》称,欧洲凭借广阔的市场空间、高盈利水平及积极的政策支持,成为中
2024年工商储项目投运规模达到3.74GW/8.2GWh,同比增速72%,持续保持高增态势,预计2025年工商储装机将达到12.5GWh。设备价格方面,一线品牌商工商储一体柜从2023年中近1.5元/Wh最终降至2025年初0.6-0.7元/Wh并趋于稳定,进一步推动投资方的投资热情;市场空间方面,2024年工商储项目共计投运1370个项
北极星储能网获悉,4月22日,内蒙古鄂尔多斯市康巴什区发改委发布《内蒙古自治区碳达峰试点(康巴什区)实施方案》,将大力推广光伏、光热、空气能、风能、储能等新清洁能源在各领域的应用,助力康巴什早日实现碳达峰。方案提出,要加快智能光伏产业创新升级和特色应用,推广“光伏#x2B;”多元化模式,
开发能量密度高、安全性能好的锂金属电池体系具有重要意义。相比于传统嵌入反应型电池,锂-氟化铁转换反应型电池在质量和体积能量密度上具有2-3倍的优势(例如,相比于Li-LiCoO2的350Wh/kg,Li-FeF3的850Wh/kg),可以满足下一代移动电源对超长续航能力和便携性的要求。然而,该电池体系通常会遭受正极
该成果解决了转换型全固态电池高倍率性能的问题,为发展高安全、高能量密度的柔性氟基固态电池提供了新的技术方向。
特斯拉相关人士表示,特斯拉自主研发和生产的电池未来则会推向全系列。特斯拉自主研发的新电池是干电池技术+超级电容组合,具体成分预计会在4月的特斯拉会议上说明。当一个题材出现潜在的投机机会时,首先我们得了解它是做什么的,涉及哪些产业链及上市公司,才能在盘面反馈时第一时间跟随资金,做到利
摘要:钠/钾等新型碱金属离子电池具有成本低廉等优势,有望在未来的大规模储能系统中发挥重要作用。近日,化学化工学院张立学教授课题组与环境科学与工程学院杨东江教授课题组等密切合作,在碱金属离子电池碳基电极材料研究领域取得重要进展,相关研究成果以“EffectofIntrinsicDefectsofCarbonMateria
一个领域的发展,往往是由几个顶尖科研团队所引领的,了解这些团队的研究成果,有助于我们快速地掌握该领域研究动向,避免走不必要的弯路。对于做研究背景调查的研究者来说,顶尖团队的paper亦是不可错过的文献资料。本文特选取电化学储能、换能领域的两位顶尖学者,“长江学者奖励计划”特聘教授麦立
超级电容器作为一种储能器件,具备高功率密度,快速充放电,长寿命,安全等特点。然而,相比于电池,超级电容器较低的能量密度限制其商业应用。随着大量的研究,超级电容器的电极材料不断涌现出突破性的进展,且新型超级电容器引起广泛研究,如可修复超级电容器,可拉伸超级电容器,可穿戴超级电容器,
当前,储能系统在不同领域内扮演着越来越重要的角色,比较典型的领域如电动交通工具、电力系统等领域。在这种背景下,超级电容器作为一种储能技术,具有功率密度高、免维护、寿命长等优异性能成为学术界和产业界关注的热点。近几年来,超级电容器技术进步较快,尤其在学术界不断有新的技术突破见诸报道
【背景介绍】当下,全球面临日益严峻的水污染危机以及淡水资源匮乏的问题。超过40%的人口缺乏清洁的饮用水而全球超过97%的水体为不可直接利用的海水和苦咸水。这使得能脱去海水、苦咸水中盐分而得到清洁淡水的海水淡化技术发展成为关乎人类未来的关键技术。然而现有的海水淡化技术,例如反渗透、闪蒸、
由于快速充电/放电动力学,超高的功率密度和稳定的循环特性,碳基超级电容器(CSC)非常有希望用于电化学储能(EES),并被视为可充电电池的替代品。然而,相对较差的能量密度,尤其是CSC的体积能量密度比传统电池的能量密度低至少一个数量级,很大程度上限制了CSC在便携式EES设备中的广泛应用。为了解
超级电容器通过电解质离子在电极/电解质界面上可逆的电化学作用来存储电荷。这种电化学行为已被广泛应用于电能到机械能的转换,该类器件被称为电化学驱动器(EC-actuator)。由于具有低变形电压、优异的变形能力、轻质和易加工等特点,电化学驱动器在机器人和人工智能领域引起了极大关注。MnO2作为最具
由于资源和成本因素,目前商业化的锂离子电池(LIB)难以满足日益增长的大规模储能要求。由于储量丰富,其他碱金属(特别是钠和钾)有望成为锂的替代品。虽然锂和钠作为碱金属具有共同的特性,但是LIB电极材料并不总是适用于钠离子电池(SIB)。作为商业LIB最常见的负极,石墨表现出优异的可逆容量(接近其理
北极星储能网获悉,5月12日,芳源股份发布投资者关系活动记录表,针对2025年终止“电池级碳酸锂及废旧电池综合利用项目”,原因为“市场环境变化”问题,未来是否重新布局磷酸铁锂领域,现有碳酸锂产能(3.64亿元收入)如何消化等问题做出了回答。芳源股份表示,2025年公司将一如既往地专注于主营业务
北极星储能网获悉,,重庆市发改委发布政协代表关于完善新能源和新型储能人才体系相关的建议答复函。文件指出:大力推动新能源和新型储能产业有序发展,促进能源绿色低碳转型。鼓励支持科技创新与产业创新融合发展,新能源和新型储能科技含量高、产业链条长、涉及环节多,鼓励开展前瞻性、系统性、战略
1月4日,锂源科技印尼生产基地磷酸铁锂产品成功出货,为中国铁锂厂海外最先开始量产的企业。据了解,锂源科技印尼生产基地总规划产能达12万吨,一期3万吨的年产能已建成,二期9万吨的产线建设也已蓄势待发。且公司已与LGES、BlueOval等国际顶级电池制造商锁定五年期供应协议。24年12月,常州锂源及亚太
7万元/吨后,碳酸锂价格还在更剧烈地下跌。5月8日,电池级碳酸锂价格大跌1400元/吨,五一节后三日降幅超1800元/吨,现来到6.5万元/吨的关口。而期货价格已经跌破6.5万元/吨。5月8日,碳酸锂期货主力合约价6.3万元/吨,刷新历史最低。此前,7万元/吨被业内视为碳酸锂价格的成本线,但即便在目前击穿成本
盖房子用的水泥能用来发电,还能当成“电池”储能。东南大学9日发布最新科研成果,该校科研人员研发出仿生自发电-储能混凝土,将高能耗的水泥变为“绿色能量体”,为构建新型能源体系、实现“双碳”目标提供技术助力。统计数据显示,我国建筑全过程能耗占到全国能源消费总量的45%,碳排放量占全国排放
日前,南漳龙蟒磷制品有限责任公司年产20万吨新能源材料磷酸铁全产业链配套堆渣场项目环境影响评价进行第二次公示。公示信息显示,该项目总投资达110亿元,于2022年5月正式签约落地南漳县,项目分两期建设,涵盖硫磺制酸、湿法磷酸、磷石膏处理、合成氨等装置,一期和二期产能叠加后将实现年产磷酸铁20
4月25日,四川省天府锂业有限责任公司成立,注册资本5亿人民币,经营范围包括矿产资源勘查、非煤矿山矿产资源开采、非金属矿及制品销售等。值得注意的是,该公司由四川省自然资源投资集团有限责任公司全资持股,后者是四川省自然资源领域省管国有资本投资公司,集团资产总额近343亿元。可以说,新公司
动力电池出货量同比增长41%,储能电池出货量增长120%。高工产研锂电研究所(GGII)初步调研数据显示,2025Q1中国锂电池出货量314GWh,同比增长55%。其中动力、储能电池出货量分别为210GWh、90GWh,同比增长分别为41%、120%。2024-2025Q1中国锂电池出货量(GWh)说明:动力锂电池含乘用车、商用车、工程
为深入贯彻落实国家“双碳”战略,推动与能源电力领域领军企业深度融合,4月27日,西安交通大学校长、中国工程院院士张立群带队赴中国南方电网有限责任公司(以下简称“南方电网”)推进合作交流,并与南方电网总经理、党组副书记钱朝阳座谈。中国工程院院士、南方电网专家委员会名誉主任委员李立浧,
2024年,由于此前产能迅速扩张导致的阶段性、结构性过剩问题仍未解决,锂电产业产能建设进入“理性期”,主要表现为投资放缓,产能扩张减速。进入2025年一季度,各领域的产能投建呈现出不同的特征,少数头部企业扩产态势不减,更多的企业则根据具体情况适当削减项目,回笼资金。四巨头“悬崖勒马”去年
4月21日以来,碳酸锂期货价格再次连续大跌!21日跌破7万元/吨心理防线,22日跌破6.9万元/吨,23日一度跌破6.8万元/吨。海外矿价下跌,美国关税带来的需求增量担忧,以及宁德时代“钠电池”的量产与技术替代,这三大因素的叠加导致碳酸锂市场接连遭遇成本坍塌、需求未卜、技术替代的“打击”。下一步,
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!