新能源儲能技術(shù)ppt課件

1、新能源儲能技術(shù)新能源儲能技術(shù)豐盛豐盛16012118陳偲陳偲16012112王圣萱王圣萱16012121儲能技術(shù)的重要性儲能技術(shù)的重要性由于風能、太陽能、海洋能等多種新能源發(fā)電遭由于風能、太陽能、海洋能等多種新能源發(fā)電遭到氣候和天氣影響，發(fā)電功率難以保證平穩(wěn)，而到氣候和天氣影響，發(fā)電功率難以保證平穩(wěn)，而我們知道電力系統(tǒng)要求是供需一致，電能耗費和我們知道電力系統(tǒng)要求是供需一致，電能耗費和發(fā)電量相等，一旦這平衡遭到破壞，輕那么電能發(fā)電量相等，一旦這平衡遭到破壞，輕那么電能質(zhì)量惡化，呵斥頻率和電壓不穩(wěn)，重那么引發(fā)停質(zhì)量惡化，呵斥頻率和電壓不穩(wěn)，重那么引發(fā)停電事故，為理處理這一問題，在風力發(fā)電、太陽電

2、事故，為理處理這一問題，在風力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電或者太陽能熱發(fā)電等新能源發(fā)電設備能光伏發(fā)電或者太陽能熱發(fā)電等新能源發(fā)電設備中都配備有儲能安裝，在電力充沛時，多余電力中都配備有儲能安裝，在電力充沛時，多余電力可以儲存起來，在晚上、弱風或者超大風力發(fā)電可以儲存起來，在晚上、弱風或者超大風力發(fā)電機組停運或者停運機組過多，發(fā)電量缺乏的時候機組停運或者停運機組過多，發(fā)電量缺乏的時候釋放出來以滿足負荷需求。釋放出來以滿足負荷需求?，F(xiàn)有抽水儲能技術(shù)現(xiàn)有抽水儲能技術(shù)抽水儲能是電力系統(tǒng)中運用最為廣泛的一種儲抽水儲能是電力系統(tǒng)中運用最為廣泛的一種儲能技術(shù)，在電力負荷低谷期將水從下池水庫抽能技術(shù)，在電力負荷低谷期

3、將水從下池水庫抽到上池水庫，將電能轉(zhuǎn)化成重力勢能儲存起來，到上池水庫，將電能轉(zhuǎn)化成重力勢能儲存起來，在電網(wǎng)負荷頂峰期釋放的能源儲存方式。在電網(wǎng)負荷頂峰期釋放的能源儲存方式。 抽水儲能的釋放時間可以從幾個小時到幾天不抽水儲能的釋放時間可以從幾個小時到幾天不等，綜合效率在等，綜合效率在70%到到85%之間，主要用于電之間，主要用于電力系統(tǒng)的調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備力系統(tǒng)的調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用等。但是抽水儲能電廠普通都建在遠離負荷用等。但是抽水儲能電廠普通都建在遠離負荷地點的山間，在儲能效率較為低下的根底上，地點的山間，在儲能效率較為低下的根底上，長間隔保送又要損耗不少電能，與

4、分散型電力長間隔保送又要損耗不少電能，與分散型電力儲存系統(tǒng)相比極為不利儲存系統(tǒng)相比極為不利新的儲能技術(shù)新的儲能技術(shù)超導儲能飛輪儲能超級電容器儲能除蓄電池和抽水儲能電站這些儲能方式，除蓄電池和抽水儲能電站這些儲能方式，新開展起來的有超導儲能、飛輪儲能、超新開展起來的有超導儲能、飛輪儲能、超級電容器儲能、氫儲能等。級電容器儲能、氫儲能等。a.超導儲能b.飛輪儲能c.超級電容器儲能超導儲能超導儲能 將一個超導體圓環(huán)置于磁場中，降溫至圓環(huán)資料將一個超導體圓環(huán)置于磁場中，降溫至圓環(huán)資料的臨界溫度以下，撤去磁場，由于電磁感應，圓環(huán)中的臨界溫度以下，撤去磁場，由于電磁感應，圓環(huán)中便有感生電流產(chǎn)生，只需溫度堅

5、持在臨界溫度以下，便有感生電流產(chǎn)生，只需溫度堅持在臨界溫度以下，電流便會繼續(xù)下去。實驗闡明，這種電流的衰減時間電流便會繼續(xù)下去。實驗闡明，這種電流的衰減時間不低于不低于10萬年。顯然這是一種理想的儲能安裝，稱為萬年。顯然這是一種理想的儲能安裝，稱為超導儲能。超導儲能。 概述概述超導儲能超導儲能優(yōu)點優(yōu)點 超導儲能的優(yōu)點很多，主要是功率大、超導儲能的優(yōu)點很多，主要是功率大、質(zhì)量輕、體積小、損耗小、反響快等等，因質(zhì)量輕、體積小、損耗小、反響快等等，因此運用很廣。如大此運用很廣。如大 功率激光器，需求在瞬功率激光器，需求在瞬時提出數(shù)千乃至上萬焦耳的能量，這就可由時提出數(shù)千乃至上萬焦耳的能量，這就可由超

6、導儲能安裝來承當。超導儲能還可以用于超導儲能安裝來承當。超導儲能還可以用于電網(wǎng)。當大電網(wǎng)中負荷小時，把多余的電能電網(wǎng)。當大電網(wǎng)中負荷小時，把多余的電能儲存起來，儲存起來， 負荷大時又把電能送回電網(wǎng)，負荷大時又把電能送回電網(wǎng)，這樣就可以防止用電頂峰和低谷時的供求矛這樣就可以防止用電頂峰和低谷時的供求矛盾。這就是超導儲能。盾。這就是超導儲能。超導儲能超導儲能 超導線圈通常是環(huán)形和螺管形。小型及超導線圈通常是環(huán)形和螺管形。小型及數(shù)十數(shù)十MW的中型儲能磁體比較適宜采用漏磁場的中型儲能磁體比較適宜采用漏磁場小的環(huán)形線圈。螺管形的漏磁場較大，但其小的環(huán)形線圈。螺管形的漏磁場較大，但其構(gòu)造簡單，適用于大型的

7、超導儲能及需求現(xiàn)構(gòu)造簡單，適用于大型的超導儲能及需求現(xiàn)場繞制的超導儲能。場繞制的超導儲能。 環(huán)形超導線圈運用環(huán)形線圈的優(yōu)點是磁環(huán)形超導線圈運用環(huán)形線圈的優(yōu)點是磁場完全約束在線圈內(nèi)；因此，不存在漏磁問場完全約束在線圈內(nèi)；因此，不存在漏磁問題和屏蔽要求。環(huán)形線圈的制造有兩種方式：題和屏蔽要求。環(huán)形線圈的制造有兩種方式：一種為延續(xù)的螺旋圓環(huán)繞組；另一種為由數(shù)一種為延續(xù)的螺旋圓環(huán)繞組；另一種為由數(shù)個短螺線管線圈組成圓環(huán)。個短螺線管線圈組成圓環(huán)。設備設備飛輪儲能飛輪儲能概述概述 飛輪儲能是指利用電動機帶動飛輪飛輪儲能是指利用電動機帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化成動能儲存起來，高速旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化成動能儲存

8、起來，在需求的時候再用飛輪帶動發(fā)電機發(fā)電在需求的時候再用飛輪帶動發(fā)電機發(fā)電的儲能方式。飛輪儲能的研討主要著力的儲能方式。飛輪儲能的研討主要著力于研發(fā)提高能量密度的復合資料技術(shù)和于研發(fā)提高能量密度的復合資料技術(shù)和超導磁懸浮技術(shù)。其中超導磁懸浮是降超導磁懸浮技術(shù)。其中超導磁懸浮是降低損耗的主要方法，而復合資料可以提低損耗的主要方法，而復合資料可以提高儲能密度，降低系統(tǒng)體積和分量。高儲能密度，降低系統(tǒng)體積和分量。 任務原理任務原理飛輪儲能飛輪儲能飛輪儲能系統(tǒng)主要包括轉(zhuǎn)子系飛輪儲能系統(tǒng)主要包括轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、軸承系統(tǒng)和轉(zhuǎn)換能量系統(tǒng)統(tǒng)、軸承系統(tǒng)和轉(zhuǎn)換能量系統(tǒng)三個部分構(gòu)成。另外還有一些三個部分構(gòu)成。另外還有一些

9、支持系統(tǒng)，支持系統(tǒng)， 如真空、深冷、外如真空、深冷、外殼和控制系統(tǒng)。根本構(gòu)造如下殼和控制系統(tǒng)。根本構(gòu)造如下圖。圖。飛輪儲能飛輪儲能運用特點運用特點飛輪儲能的技術(shù)優(yōu)勢是技術(shù)成熟度高、高功飛輪儲能的技術(shù)優(yōu)勢是技術(shù)成熟度高、高功率密度、長壽命、充放電次數(shù)無限以及無污率密度、長壽命、充放電次數(shù)無限以及無污染等特性。飛輪儲能的能量密度不夠高、自染等特性。飛輪儲能的能量密度不夠高、自放電率高，如停頓充電，能量在幾到幾十個放電率高，如停頓充電，能量在幾到幾十個小時內(nèi)就會自行耗盡。小時內(nèi)就會自行耗盡。幾萬轉(zhuǎn)高速飛輪系統(tǒng)損耗在幾萬轉(zhuǎn)高速飛輪系統(tǒng)損耗在100瓦左右，瓦左右，1千千瓦時的系統(tǒng)只能維持瓦時的系統(tǒng)只能維

10、持10小時的自放電。因此，小時的自放電。因此，飛輪儲能最適宜高功率、短時間放電或頻繁飛輪儲能最適宜高功率、短時間放電或頻繁充放電的儲能需求。充放電的儲能需求。由于放電時間有限，飛輪儲能不一定是調(diào)理由于放電時間有限，飛輪儲能不一定是調(diào)理太陽能發(fā)電動搖的最正確選擇。太陽能發(fā)電動搖的最正確選擇。飛輪儲能飛輪儲能我國研發(fā)現(xiàn)狀我國研發(fā)現(xiàn)狀我國的飛輪儲能研討始于上世紀我國的飛輪儲能研討始于上世紀80年代，年代，30多年來，飛輪儲能只獲得多年來，飛輪儲能只獲得過兩個過兩個“863探求工程和一個探求工程和一個“八八五攻關(guān)工程的支持，除國防領(lǐng)域五攻關(guān)工程的支持，除國防領(lǐng)域外，公開的總共投入經(jīng)費缺乏外，公開的總共

11、投入經(jīng)費缺乏500萬元。萬元。超級電容器，又叫雙電層電容器、超級電容器，又叫雙電層電容器、電化學電容器，電化學電容器， 黃金電容、法拉黃金電容、法拉電容，經(jīng)過極化電解質(zhì)來儲能。電容，經(jīng)過極化電解質(zhì)來儲能。它是一種電化學元件，但在其儲它是一種電化學元件，但在其儲能的過程并不發(fā)生化學反響，這能的過程并不發(fā)生化學反響，這種儲能過程是可逆的，也正由于種儲能過程是可逆的，也正由于此超級電容器可以反復充放電數(shù)此超級電容器可以反復充放電數(shù)十萬次。十萬次。 超級電容器儲能超級電容器儲能概述概述超級電容器儲能超級電容器儲能超級電容器是利用雙電層原理的電容器。當外加電壓加到超級電容器是利用雙電層原理的電容器。當外

12、加電壓加到超級電容器的兩個極板上時，與普通電容器一樣，極板的超級電容器的兩個極板上時，與普通電容器一樣，極板的正電極存儲正電荷，負極板存儲負電荷，在超級電容器的正電極存儲正電荷，負極板存儲負電荷，在超級電容器的兩極板上電荷產(chǎn)生的電場作用下，在電解液與電極間的界兩極板上電荷產(chǎn)生的電場作用下，在電解液與電極間的界面上構(gòu)成相反的電荷，以平衡電解液的內(nèi)電場，這種正電面上構(gòu)成相反的電荷，以平衡電解液的內(nèi)電場，這種正電荷與負電荷在兩個不同相之間的接觸面上，以正負電荷之荷與負電荷在兩個不同相之間的接觸面上，以正負電荷之間極短間隙陳列在相反的位置上，這個電荷分布層叫做雙間極短間隙陳列在相反的位置上，這個電荷分

13、布層叫做雙電層，因此電容量非常大。當兩極板間電勢低于電解液的電層，因此電容量非常大。當兩極板間電勢低于電解液的氧化復原電極電位時，電解液界面上電荷不會脫離電解液，氧化復原電極電位時，電解液界面上電荷不會脫離電解液，超級電容器為正常任務形狀通常為超級電容器為正常任務形狀通常為3V以下，如電容器以下，如電容器兩端電壓超越電解液的氧化復原電極電位時，電解液將分兩端電壓超越電解液的氧化復原電極電位時，電解液將分解，為非正常形狀。解，為非正常形狀。任務原理任務原理超級電容器儲能超級電容器儲能波形圖波形圖超級電容器儲能超級電容器儲能運用領(lǐng)域運用領(lǐng)域 1、稅控機、稅控加油機、真空開關(guān)、智能表、遠程抄、稅控機

14、、稅控加油機、真空開關(guān)、智能表、遠程抄表系統(tǒng)、儀器儀表、數(shù)碼相機、掌上電腦、電子門鎖、程表系統(tǒng)、儀器儀表、數(shù)碼相機、掌上電腦、電子門鎖、程控交換機、無繩等的時鐘芯片、靜態(tài)隨機存貯器、數(shù)據(jù)傳控交換機、無繩等的時鐘芯片、靜態(tài)隨機存貯器、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等微小電流供電的后備電源。輸系統(tǒng)等微小電流供電的后備電源。 2、智能表智能電表、智能水表、智能煤氣表、智、智能表智能電表、智能水表、智能煤氣表、智能熱量表作電磁閥的啟動電源能熱量表作電磁閥的啟動電源 3、太陽能警示燈，航標燈等太陽能產(chǎn)品中替代充電、太陽能警示燈，航標燈等太陽能產(chǎn)品中替代充電電池。電池。 4、手搖發(fā)電手電筒等小型充電產(chǎn)品中替代充電電池。、手搖發(fā)電手電筒等小型充電產(chǎn)品中替代充電電池。 5、電動玩具電動機、語音、電動玩具電動機、語音IC、LED發(fā)光器等小功率發(fā)光器等小功率電器的驅(qū)動電源。電器的驅(qū)動電源。 6.電動汽車電動汽車 快速啟動快速啟動 7.電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) 電網(wǎng)改造電網(wǎng)改造 戶外開關(guān)戶外開關(guān) 8.風力發(fā)電風力發(fā)電 海上風機海上風機 超級電容器儲能超級電容器儲能優(yōu)缺陷優(yōu)缺陷優(yōu)點優(yōu)點在很小的體積下到達法拉級的電容在很小的體積下到達法拉級的電容量；無須特別的充電電路和控制放電電量；無須特別的充電電路和控制放電電路；