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剖析：電網(wǎng)儲(chǔ)能的五種技術(shù)路線
電能貯存技能分為五大類：機(jī)械儲(chǔ)能、電氣類儲(chǔ)能技能、電化學(xué)類儲(chǔ)能技能、熱儲(chǔ)能 技能以及化學(xué)類儲(chǔ)能技能。現(xiàn)在國際電網(wǎng)中電能貯存容量占比最高的是抽水蓄能，其總裝機(jī)容量規(guī)模到達(dá)了127GW，占總儲(chǔ)能容量的99%，其次是壓縮空氣儲(chǔ)能，總裝機(jī)容量為440MW，排名第三的是鈉硫電池，總?cè)萘恳?guī)模為316MW。
1、機(jī)械儲(chǔ)能
機(jī)械儲(chǔ)能首要包含抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能等，其間抽水蓄能需求將電網(wǎng) 低谷時(shí)運(yùn)用過剩電力作為液態(tài)能量媒體的水從地勢(shì)低的水庫抽到地勢(shì)高的水庫，電網(wǎng)峰荷時(shí)高地勢(shì)水庫中的水回流到下水庫推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電，所以，抽水蓄能對(duì)地勢(shì)環(huán)境有 必定的依靠，功率一般在 65%-75%，最高可到達(dá) 80%-85%，但它具有日調(diào)理才能，適合配合核電站、大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電、超大規(guī)模太陽能光伏發(fā)電等。
2、電氣儲(chǔ)能
電氣類儲(chǔ)能技能首要包含了超級(jí)電容器儲(chǔ)能和超導(dǎo)儲(chǔ)能，其間超級(jí)電容器儲(chǔ)能由于其能量密度低等特色，一般適合和其他儲(chǔ)能手法聯(lián)合運(yùn)用，能夠在微電網(wǎng)中和儲(chǔ)能蓄電池結(jié)合運(yùn)用，也可用于電動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)加速等;超導(dǎo)儲(chǔ)能現(xiàn)在大多是試驗(yàn)性的，技能還需求進(jìn) 一步突破。
3、電化學(xué)儲(chǔ)能
電化學(xué)儲(chǔ)能首要包含鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池等等。
(1)鉛酸電池現(xiàn)在在國際上應(yīng)用最廣泛，循環(huán)壽數(shù)可達(dá) 1000 次左右，功率能到達(dá) 80%-90%，性價(jià)比高，常用于電力系統(tǒng)的事故電源或備用電源，但假如深度、快速大功率 放電時(shí)，可用容量會(huì)下降。其特色是能量密度低，壽數(shù)短。鉛酸電池本年經(jīng)過將具有超級(jí)活性的炭資料添加到鉛酸電池的負(fù)極板上，能將其循環(huán)壽數(shù)提高許多。
(2)鋰電池首要應(yīng)用于便攜式的移動(dòng)設(shè)備中，其功率可達(dá) 95%以上，放電時(shí)刻可達(dá) 數(shù)小時(shí)，循環(huán)次數(shù)可達(dá) 5000 次或更多，呼應(yīng)快速，他是電池中能量最高的實(shí)用性電池， 近年來技能也在不斷進(jìn)行升級(jí)，正負(fù)極資料也有多種應(yīng)用，但存在價(jià)格高(4 元/wh)、過充會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱、燃燒等安全性問題，需求進(jìn)行充電保護(hù)。跟著國內(nèi)外對(duì)于鋰電的研制，其性能不斷提高，本錢也在較大起伏下降，未來有望更廣泛應(yīng)用。
(3)鈉硫電池，陽極由液體硫組成，陰極由液態(tài)鈉組成，中間有陶瓷資料的貝塔鋁管隔離，電池運(yùn)營(yíng)溫度需求保持在 300 攝氏度以上，以保障電極處于熔融狀況，循環(huán)周期 可到達(dá) 4500 次，放電時(shí)刻 6-7 小時(shí)，周期往復(fù)功率 75%，能量密度高，呼應(yīng)時(shí)刻快。目 前在日本、德國、法國、美國等地已建有 200 多處此類儲(chǔ)能電站，首要用于負(fù)荷調(diào)平，移 峰和改善電能質(zhì)量。但由于運(yùn)用液態(tài)鈉，運(yùn)轉(zhuǎn)于高溫下，容易燃燒。
(4)液流電池的能連貯存在溶解于液態(tài)電解質(zhì)的電活性物種中，而液態(tài)電解質(zhì)貯存在電池外部的罐中，用泵將貯存在罐中的電解質(zhì)打入電池倉庫，并經(jīng)過電極和薄膜，將電能轉(zhuǎn)化為電化學(xué)能，或?qū)㈦娀瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。電池的功率和能量是不相關(guān)的，貯存的能量取決于貯存罐的巨細(xì)，因而能夠貯存長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)至數(shù)天的能量，容量可達(dá) MW 級(jí)。這個(gè)電池有多個(gè)系統(tǒng)，如鐵鉻系統(tǒng)，鋅溴系統(tǒng)、多硫化鈉溴系統(tǒng)以及全釩系統(tǒng)，其間全釩氧 化還原液流電池最受關(guān)注，是首要的技能發(fā)展方向，其特色是技能成熟，壽數(shù)長(zhǎng)，循環(huán)次 數(shù)可超過10000 次以上，但能量密度和功率密度比鋰電池要低，呼應(yīng)時(shí)刻也不快。
4、熱儲(chǔ)能
熱儲(chǔ)能系統(tǒng)中，熱能被貯存在隔熱容器的媒介中，需求的時(shí)分轉(zhuǎn)化回電能，也可直接 運(yùn)用而不再轉(zhuǎn)化回電能。熱儲(chǔ)能又分為顯熱儲(chǔ)能和潛熱儲(chǔ)能。熱儲(chǔ)能貯存的熱量能夠很大， 所以可運(yùn)用在可再生能源發(fā)電上。
5、化學(xué)類儲(chǔ)能
化學(xué)類儲(chǔ)能是運(yùn)用氫或組成天然氣作為二次能源的載體，運(yùn)用剩余的電制氫，能夠直 接用氫作為能量的載體，也能夠?qū)⑵渑c二氧化碳反響成為組成天然氣(甲烷)，由于氫或 者甲烷作為能量載體可貯存的能量很大，可達(dá) TWh 級(jí)，而且貯存的時(shí)刻也很長(zhǎng)，氫或者 組成天然氣除了可用于發(fā)電外，還有其他運(yùn)用方法如交通等。德國熱衷于推動(dòng)此項(xiàng)技能， 并有演示項(xiàng)目投入運(yùn)轉(zhuǎn)。化學(xué)類儲(chǔ)能的缺點(diǎn)是它的全周期功率較低，制氫功率僅 40%，合 成天然氣的功率不到 35%。
五類電能貯存技能中，一般會(huì)根據(jù)各種儲(chǔ)能技能的特色，進(jìn)行綜合比較來挑選恰當(dāng)?shù)?技能，可供挑選的目標(biāo)首要包含：能量密度、功率密度、呼應(yīng)時(shí)刻、儲(chǔ)能功率、設(shè)備壽數(shù) (年)或充放電次數(shù)、技能成熟度、經(jīng)濟(jì)因素(出資本錢、運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)費(fèi)用)以及安全和 環(huán)境方面的考慮，再根據(jù)應(yīng)用的意圖和需求，挑選儲(chǔ)能種類、裝置地點(diǎn)、容量以及各種技 術(shù)的配合。在這五類儲(chǔ)能方法中，其間電化學(xué)儲(chǔ)能的電池發(fā)展十分迅速。
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