電能儲(chǔ)存技術(shù)

1、自人類應(yīng)用電力160多年來(lái)，電力極大地影響了我們的生活。但是，如何方便經(jīng)濟(jì)地儲(chǔ)存電力，仍然是困擾科學(xué)家的難題，目前人們還無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的儲(chǔ)存電能，因此，電力的生產(chǎn)和消費(fèi)幾乎是同時(shí)發(fā)生的。由于受環(huán)境影響因素較大，很少利用自然資源類型直接作為電能存儲(chǔ)的媒介,比如，太陽(yáng)能，風(fēng)能，海浪能，潮汐能，這些類型的能源也必須結(jié)合合適的電能存儲(chǔ)設(shè)備才能充分發(fā)揮調(diào)峰的功效。電能的存儲(chǔ)設(shè)備通常需要將電能轉(zhuǎn)化為其他類型的能量，在特定時(shí)間段內(nèi)，將此種類型的能量再次反轉(zhuǎn)為電能以用于生產(chǎn)生活所需。用電峰谷差逐漸增大需求一：電網(wǎng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)需求二:可再生能源大規(guī)模發(fā)展需求三：分布式發(fā)電與智能電網(wǎng)的建設(shè)儲(chǔ)能技術(shù)是構(gòu)建智能電網(wǎng)

2、的重要環(huán)節(jié)推動(dòng)新能源大規(guī)模并網(wǎng)提高現(xiàn)有設(shè)備利用率改善電能質(zhì)量改善用戶側(cè)管理安全可靠經(jīng)濟(jì)高效清潔環(huán)保透明開(kāi)放友好互動(dòng)儲(chǔ)能在電網(wǎng)中的作用1、削峰填谷2、備用電源3、平滑可再生能源輸出4、電網(wǎng)調(diào)頻3.電能存儲(chǔ)系統(tǒng)一儲(chǔ)能技術(shù)的分類物理情能：抽水蓄能壓縮空氣儲(chǔ)能飛輪儲(chǔ)能電磁儲(chǔ)能：超導(dǎo)儲(chǔ)能巡級(jí)電容儲(chǔ)能高密度電容惴能相變情能：冰卷冷儲(chǔ)能電化學(xué)儲(chǔ)能：鉛酸、鑲氫、課鎘.鋰離子，液流全球儲(chǔ)能技術(shù)主要有化學(xué)儲(chǔ)能（如鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、鍥鎘電池、超級(jí)電容器等）物理儲(chǔ)能（如抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等），、和電磁儲(chǔ)能（如超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能等）三大類。目前技術(shù)進(jìn)步最快的是化學(xué)儲(chǔ)能，其中鈉硫、液流及鋰離子電池技術(shù)

3、在安全性、能量轉(zhuǎn)換效率和經(jīng)濟(jì)性等方面取得重大突破，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的條件日趨成熟。電池儲(chǔ)能是運(yùn)用電氣化學(xué)原理，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，然后通過(guò)逆反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)。常規(guī)的電氣化學(xué)元件是蓄電池。鈉硫電池是美國(guó)福特公司于1967年首先發(fā)明公布的，至今才40年左右的歷史。電池通常是由正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜和外殼等幾部分組成。一般常規(guī)二次電池如鉛酸電池、鎘鍥電池等都是由固體電極和液體電解質(zhì)構(gòu)成，而鈉硫電池則與之相反，它是由熔融液態(tài)電極和固體電解質(zhì)組成的，構(gòu)成其負(fù)極的活性物質(zhì)是熔融金屬鈉，正極的活性物質(zhì)是硫和多硫化鈉熔鹽鈉硫電池作為新型化學(xué)電源家族中的一個(gè)新成員出現(xiàn)后，已在世界上許多國(guó)家受到極大的

4、重視和發(fā)展。但隨著時(shí)間的推移表明，鈉硫電池在移動(dòng)場(chǎng)合下（如電動(dòng)汽車）使用條件比較苛刻，無(wú)論從使用可提供的空間、電池本身的安全等方面均有一定的局限性。所以在80年代末和90年代初開(kāi)始，國(guó)外重點(diǎn)發(fā)展鈉硫電池作為固定場(chǎng)合下（如電站儲(chǔ)能）應(yīng)用，并越來(lái)越顯示其優(yōu)越性。物理儲(chǔ)能中最成熟也是世界應(yīng)用最普遍的是抽水蓄能，主要用于電力系統(tǒng)的調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用等。其能量轉(zhuǎn)換效率在70%75%左右。目前世界范圍內(nèi)抽水蓄能電站總裝機(jī)容量9000萬(wàn)千瓦，約占全球發(fā)電裝機(jī)A國(guó)外：世界上抽水蓄能電站發(fā)展最快、裝機(jī)容量最多的是日本：其次是美國(guó)、意大利、德國(guó)、法國(guó)、西班牙等.日本和美國(guó)抽水蓄能電站總裝機(jī)容量均

5、已超過(guò)2000萬(wàn)千瓦O日本在建水電項(xiàng)目抽蓄占X。%;美國(guó)在建水電項(xiàng)目抽蓄占60%nA我國(guó)：截至2009年底,投產(chǎn)23座抽水蓄能電站，裝機(jī)容量14546萬(wàn)千瓦；在建12座,裝機(jī)容量1114萬(wàn)千瓦。擬建24座，裝機(jī)容量3668萬(wàn)千瓦。容量的3%它的原理是要把低水位的水泵至高水位的水庫(kù)中，將電能轉(zhuǎn)換成水的勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)。待負(fù)荷尖峰出現(xiàn)時(shí)，再啟動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組向電網(wǎng)補(bǔ)充電能?？梢哉f(shuō)，一定比例的抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中是必不可少的。抽水蓄能電站具有兩大特性：一、它既是發(fā)電廠，又是用戶，抽水儲(chǔ)能是在電能過(guò)剩的情作用是其他任何類型發(fā)電廠所沒(méi)有的；二、啟動(dòng)迅速，運(yùn)行靈活、可靠，對(duì)負(fù)荷的急劇變化可做出快速反應(yīng)，除調(diào)

6、峰填谷外，還適合承擔(dān)調(diào)頻、調(diào)相、事故備用等任務(wù)。抽水儲(chǔ)能目前在世界各國(guó)得到了普遍采用。但是這種儲(chǔ)能方式造價(jià)較高，建設(shè)周期較長(zhǎng)，而且抽水儲(chǔ)能電站的選址又受到地形的限制，建設(shè)難度較大。以上是目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的一些電能存儲(chǔ)方法，一般是通過(guò)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或是化學(xué)能的方式來(lái)儲(chǔ)存它。然而就目前情況看，只有超導(dǎo)儲(chǔ)能才是真正意義上的儲(chǔ)存電能?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，電流在超導(dǎo)中沒(méi)有損耗，可以長(zhǎng)時(shí)間的保持下去。由于超導(dǎo)儲(chǔ)能儲(chǔ)能效率比其他幾種技術(shù)要高，還能夠長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)存，而且是以直接存電（不是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量間接地存儲(chǔ)起來(lái)）的方式來(lái)儲(chǔ)存電能，因此，超導(dǎo)儲(chǔ)能會(huì)有很廣闊的發(fā)展前景。據(jù)測(cè)算，如能在高溫超導(dǎo)上取得突破，從而采用大規(guī)模的超導(dǎo)材料儲(chǔ)存電能，我國(guó)電能將能節(jié)約1/3以上?？趯?duì)電網(wǎng)的架構(gòu)，安全性和建設(shè)投資的影響發(fā)展方向成本“系統(tǒng)效率、可靠性.社會(huì)和環(huán)境效應(yīng)口可再生能源和多種儲(chǔ)能系統(tǒng)聯(lián)合技術(shù)的可行性II加快飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)、超級(jí)電容器儲(chǔ)能等技術(shù)的發(fā)展和工程應(yīng)用k口可再生燃料電池技術(shù)尚不成熟*有待繼續(xù)研究K電能存儲(chǔ)目的是產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。隨著可再生能源（風(fēng)能、太陽(yáng)能、燃料電池等）的日益普及，以及電網(wǎng)調(diào)峰，提高電網(wǎng)可靠性和改善電能質(zhì)量的迫切需求，電力存儲(chǔ)系統(tǒng)的重要性日益凸顯.電力存儲(chǔ)技術(shù)為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)、解決電量供需不平衡矛盾和提高供電可靠性等問(wèn)題提供了