電力知識小講堂|認識儲能

信息來源:電力圈   發布時間2018-08-29   瀏覽(577) 點贊 分享到:

  儲能技術將給電網帶來革命性的變化,若電能可以被大量儲存,傳統電網的傳輸、調度、營銷等概念都將被徹底顛覆,今天小編就帶領大家走進儲能領域一探究竟。

   從廣義上講,儲能即能量存儲,是指通過一種介質或者設備,把一種能量形式用同一種或者轉換成另一種能量形式存儲起來,基于未來應用需要以特定能量形式釋放出來的循環過程。從狹義上講,針對電能的存儲,儲能是指利用化學或者物理的方法將產生的能量存儲起來并在需要時釋放的一系列技術和措施。目前,儲能方式主要可以分為4類,分別是:機械儲能、化學儲能、電磁儲能、相變儲能。

  物理儲能之抽水儲能

  抽水蓄能發電利用電網中負荷低谷時的電力,由下水庫抽水到上水庫蓄能,待電網高峰負荷時,放水回到下水庫發電的水電站。截至2016年年底,全國抽水蓄能電站機組容量為5032.5萬千瓦,運行容量2338.5萬千瓦,在建容量2694萬千瓦,約占全國總裝機容量16.5億千瓦的3%。(另在建8座,在建容量894萬千瓦)。

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  物理儲能之飛輪儲能

  飛輪儲能的基本原理是把電能轉換成旋轉體的動能進行存儲。飛輪儲能多用于工業和UPS中,適用于配電系統運行,以進行頻率調節,可用作一個不帶蓄電池的UPS,當供電電源故障時,快速轉移電源,維持小系統的短時間頻率穩定,以保證電能質量(供電中斷、電壓波動等)。在我國剛剛開始在配電系統中安裝使用。電科院電力電子研究所曾為北京306醫院安裝了一套容量為250kVA,磁懸浮軸承的飛輪儲能系統,能運行15秒,2008年投運。

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  物理儲能之壓縮空氣儲能

  壓縮空氣儲能是基于燃氣輪機技術提出的一種能量存儲系統。壓縮空氣儲能采用空氣作為能量的載體,大型的壓縮空氣儲能利用過剩電力將空氣壓縮并儲存在一個地下的結構(如地下洞穴),當需要時再將壓縮空氣與天然氣混合,燃燒膨脹以推動燃氣輪機發電。至今,只有德國和美國有投運的壓縮空氣儲能站。

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  電磁儲能之超導磁儲能

  超導磁儲能(SMES) 是在低溫冷卻到低于其超導臨界溫度的條件下利用磁場儲存的能量。超導儲能適合用于提高電能質量,增加系統阻尼,改善系統穩定性能,特別是用于抑制低頻功率振蕩。

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  電磁儲能之超級電容儲能

  當給超級電容充電時,在電極兩端施加電場之后,在電極和電解液的接觸界面上,電解液中的陰陽離子會分別向正負電極板遷移,電荷會重新分布,形成兩個容性存儲層,由于這種雙電層結構,超級電容存儲的電荷量非常大,它是一種物理型的儲能方式。

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  電化學儲能

  電化學儲能是通過化學反應來實現化學能與電能的相互轉換并儲存能量的技術,充電時,正極上發生氧化反應,負極上發生還原法應,電解質中陽離子在電場作用下向負極流動。放電過程正好相反。電池的功率和能量是不相關的,儲存的能量取決于儲存罐的大小,因而可以儲存長達數小時至數天的能量,容量也可達MW級,適合于應用在電力系統中。

  相變儲能

  相變儲能通過相變材料吸收和釋放熱量完成能量的存與放,主要包括冰蓄冷儲能、太陽能高溫蓄熱技術以及用于建筑一體化的相變材料儲能等,目前與電力系統應用相關且已經商業化運營的的主要是冰蓄冷儲能。

   

   就目前情況看在電力系統能源管理領域,儲能首選技術為抽水蓄能,化學電池中液流可能最先具有商業化條件,其次是鋰離子電池,鉛酸電池還需在技術上進一步提高性能,而鈉硫電池長期被日本壟斷,在我國的商業化應用前景存在較大不確定性。據預測,到2024年,全球儲能系統的安裝容量大約將達到45GW/81GWh。雖然與全球發電總裝機容量相比,這部分儲能容量的規模顯得十分微不足道,但電力系統已經因為儲能系統的出現而發生了質的變化。目前來看,電廠級儲能容量主要用于置換效率較低的發電容量。與此同時,快速增長的離網型儲能容量,也勢必將改變消費者與電廠之間的關系。

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