《電子技術應用》
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解密儲能技術

2017-06-22

  儲能技術是指在電力系統(tǒng)中增加電能存儲環(huán)節(jié),使電力實時平衡的“剛性”電力系統(tǒng)變得更加“柔和”。儲能技術一般分為熱儲能和電儲能,未來應用于全球能源互聯(lián)網的主要是電儲能。電儲能技術主要分為物理儲能(如抽水蓄能、壓縮空氣儲能)、電化學儲能(如鉛酸電池、鈉硫電池、液流電池)和電磁儲能(如超導電磁儲能、超級電容器儲能)三大類。

  幾種典型的儲能技術

  抽水蓄能是利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫,在電力負荷高峰期再放水至下水庫的一種儲能技術。這是目前最成熟的儲能技術,儲能成本較低,已經實現(xiàn)大規(guī)模應用。

  電化學儲能是目前最前沿的儲能技術。近幾年來,鈉硫電池、液流電池和鋰離子電池儲能等電化學儲能技術發(fā)展較快,發(fā)展?jié)摿薮?,如果在電池材料、制造工藝、系統(tǒng)集成及運行維護等方面的成本控制上實現(xiàn)突破,未來的發(fā)展前景會更加廣闊。

  超級電容是上世紀七八十年代發(fā)展起來的,它通過極化電解質儲能的電化學元件,儲能過程并不發(fā)生化學反應。由于儲能過程可逆,超級電容器可以反復充放電數(shù)十萬次。但由于儲能容量小,并不適用于電網大規(guī)模儲能。

  儲能技術在電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的作用

  在發(fā)電環(huán)節(jié),儲能技術與傳統(tǒng)發(fā)電技術相配合,能提升清潔能源的并網率。超級電容器、超導電磁儲能、飛輪儲能、鈉硫電池等大型功率型儲能設備可以作為發(fā)電廠的輔助服務設施,與大規(guī)??稍偕茉绰?lián)合運行,可迅速對風電、光伏發(fā)電的出力做出反應,起到穩(wěn)壓、穩(wěn)流的作用,平抑可再生能源波動,保障電網安全。

  在輸配環(huán)節(jié),儲能技術可以用在變電站上,起到削峰填谷的作用。抽水蓄能、壓縮空氣儲能等大型、可長時間儲能的設施,能用于大電網調峰。液流電池儲能量大、循環(huán)次數(shù)多、壽命長,可作為電網調峰儲能裝置的補充。目前,這一環(huán)節(jié)的應用在美國正變得日益重要。儲能技術可作為配電網中變電站的技術升級,使電網延遲更新?lián)Q代,降低成本。

  在消費環(huán)節(jié),不論是“電表前”還是“電表后”,儲能技術都大有可為。就“電表前”而言,在美國東西海岸地區(qū),電網企業(yè)在積極投資建設儲能設施。由于這些地區(qū)易受颶風影響,儲能設施能讓電網在對抗颶風時更加穩(wěn)定。在“電表后”,儲能設施能為客戶提供服務。在美國部分地區(qū),每天特定時間內為電動車充電有助于電網調峰。除加利福尼亞州外,伊利諾伊、紐約、新澤西等州也制定了有效的激勵政策,鼓勵消費者在“電表后”設立儲能或者自發(fā)電設施。隨著電池使用壽命延長和成本降低,儲能電池可滿足電動汽車大規(guī)模發(fā)展需要。未來,電能汽車儲能電池接入電網,通過合理安排充電時間,能輔助電網調峰,實現(xiàn)低谷充電、高峰放電。


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