新能源儲能技術(shù)

新能源儲能技術(shù)第一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三儲能技術(shù)的重要性由于風(fēng)能、太陽能、海洋能等多種新能源發(fā)電受到氣候和天氣影響，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，電能消耗和發(fā)電量相等，一旦這平衡遭到破壞，輕則電能質(zhì)量惡化，造成頻率和電壓不穩(wěn)，重則引發(fā)停電事故，為了解決這一問題，在風(fēng)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(shè)備中都配備有儲能裝置，在電力充沛時，多余電力可以儲存起來，在晚上、弱風(fēng)或者超大風(fēng)力發(fā)電機組停運或者停運機組過多，發(fā)電量不足的時候釋放出來以滿足負荷需求。第二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三現(xiàn)有抽水儲能技術(shù)抽水儲能是電力系統(tǒng)中應(yīng)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)負荷高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等，綜合效率在70%到85%之間，主要用于電力系統(tǒng)的調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用等。但是抽水儲能電廠一般都建在遠離負荷地點的山間，在儲能效率較為低下的基礎(chǔ)上，長距離輸送又要損耗不少電能，與分散型電力儲存系統(tǒng)相比極為不利第三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三新的儲能技術(shù)超導(dǎo)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，新發(fā)展起來的有超導(dǎo)儲能、飛輪儲能、超級電容器儲能、氫儲能等。

a.超導(dǎo)儲能b.飛輪儲能c.超級電容器儲能第四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三超導(dǎo)儲能

將一個超導(dǎo)體圓環(huán)置于磁場中，降溫至圓環(huán)材料的臨界溫度以下，撤去磁場，由于電磁感應(yīng)，圓環(huán)中便有感生電流產(chǎn)生，只要溫度保持在臨界溫度以下，電流便會持續(xù)下去。試驗表明，這種電流的衰減時間不低于10萬年。顯然這是一種理想的儲能裝置，稱為超導(dǎo)儲能。概述第五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三超導(dǎo)儲能優(yōu)點

超導(dǎo)儲能的優(yōu)點很多，主要是功率大、質(zhì)量輕、體積小、損耗小、反應(yīng)快等等，因此應(yīng)用很廣。如大功率激光器，需要在瞬時提出數(shù)千乃至上萬焦耳的能量，這就可由超導(dǎo)儲能裝置來承擔。超導(dǎo)儲能還可以用于電網(wǎng)。當大電網(wǎng)中負荷小時，把多余的電能儲存起來，負荷大時又把電能送回電網(wǎng)，這樣就可以避免用電高峰和低谷時的供求矛盾。這就是超導(dǎo)儲能。第六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三超導(dǎo)儲能

超導(dǎo)線圈通常是環(huán)形和螺管形。小型及數(shù)十MW的中型儲能磁體比較適合采用漏磁場小的環(huán)形線圈。螺管形的漏磁場較大，但其結(jié)構(gòu)簡單，實用于大型的超導(dǎo)儲能及需要現(xiàn)場繞制的超導(dǎo)儲能。環(huán)形超導(dǎo)線圈使用環(huán)形線圈的優(yōu)點是磁場完全約束在線圈內(nèi)；因此，不存在漏磁問題和屏蔽要求。環(huán)形線圈的制造有兩種方式：一種為連續(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)。設(shè)備第七頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三飛輪儲能概述

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，在需要的時候再用飛輪帶動發(fā)電機發(fā)電的儲能方式。飛輪儲能的研究主要著力于研發(fā)提高能量密度的復(fù)合材料技術(shù)和超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)。其中超導(dǎo)磁懸浮是降低損耗的主要方法，而復(fù)合材料能夠提高儲能密度，降低系統(tǒng)體積和重量。

第八頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三工作原理飛輪儲能飛輪儲能系統(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)三個部分構(gòu)成。另外還有一些支持系統(tǒng)，如真空、深冷、外殼和控制系統(tǒng)?；窘Y(jié)構(gòu)如圖所示。第九頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三飛輪儲能使用特點飛輪儲能的技術(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)無限以及無污染等特性。飛輪儲能的能量密度不夠高、自放電率高，如停止充電，能量在幾到幾十個小時內(nèi)就會自行耗盡。幾萬轉(zhuǎn)高速飛輪系統(tǒng)損耗在100瓦左右，1千瓦時的系統(tǒng)只能維持10小時的自放電。因此，飛輪儲能最適合高功率、短時間放電或頻繁充放電的儲能需求。由于放電時間有限，飛輪儲能不一定是調(diào)節(jié)太陽能發(fā)電波動的最佳選擇。第十頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三飛輪儲能我國研發(fā)現(xiàn)狀我國的飛輪儲能研究始于上世紀80年代，30多年來，飛輪儲能只獲得過兩個“863”探索項目和一個“八五”攻關(guān)項目的支持，除國防領(lǐng)域外，公開的總共投入經(jīng)費不足500萬元。第十一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三超級電容器，又叫雙電層電容器、電化學(xué)電容器，黃金電容、法拉電容，通過極化電解質(zhì)來儲能。它是一種電化學(xué)元件，但在其儲能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲能過程是可逆的，也正因為此超級電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次。超級電容器儲能概述第十二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三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形成相反的電荷，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，以正負電荷之間極短間隙排列在相反的位置上，這個電荷分布層叫做雙電層，因此電容量非常大。當兩極板間電勢低于電解液的氧化還原電極電位時，電解液界面上電荷不會脫離電解液，超級電容器為正常工作狀態(tài)（通常為3V以下），如電容器兩端電壓超過電解液的氧化還原電極電位時，電解液將分解，為非正常狀態(tài)。工作原理第十三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三超級電容器儲能波形圖第十四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三超級電容器儲能應(yīng)用領(lǐng)域1、稅控機、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、程控交換機、無繩電話等的時鐘芯片、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。

2、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

3、太陽能警示燈，航標燈等太陽能產(chǎn)品中代替充電電池。

4、手搖發(fā)電手電筒等小型充電產(chǎn)品中代替充電電池。

5、電動玩具電動機、語音IC、LED發(fā)光器等小功率電器的驅(qū)動電源。

6.電動汽車快速啟動

7.電力系統(tǒng)電網(wǎng)改造戶外開關(guān)

8.風(fēng)力發(fā)電海上風(fēng)機第十五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期三超級電容器儲能優(yōu)缺點優(yōu)點在很小的體積下達到法拉級的電容量；無須特別的充電電路和控制放電電路；和電池相比過充、過放都不對其壽命構(gòu)成負面影響；從環(huán)保