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电力系统中的储能技术探讨
来源:zh_CN | 作者: | 发布时间: 2021-03-10 | 3759 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:
佚名

  若将压缩空气储能与风力发电配套,可用风力机直接驱动空气压缩机储能而不经过发电过程,而在能量释放时再经燃气轮机发电。由于能量转换过程减少,将有利于提高储能效率。

  (3)飞轮储能

  飞轮储能是一种“古老”的储能技术,惯性玩具汽车就是飞轮储能应用的雏形。但要制造满足电力系统需求的大功率、大容量的飞轮储能装置,需要解决众多的技术难题。美国等西方发达国家对飞轮储能技术的研究开发超过半个世纪,近年来,由于材料科学、磁悬浮技术、电力电子技术的发展,飞轮储能技术日臻成熟,逐渐进入实用化阶段。空载损耗大是飞轮储能的主要缺点,这决定了飞轮储能目前不适合作为长时间的储能手段,较适合的应用场合为补偿小时间尺度电能波动。采用各种方法减小飞轮储能的损耗一直是研究者不懈追求的目标,如果能够在降低空载损耗的问题上有所突破,必将对飞轮储能技术的实用化和应用范围的扩展起到重要推动作用。

  (4)化学电池储能

  化学电池的历史久远,是人类应用电力的起点。目前已实用化和具备实用化前景的电池类型主要有铅酸电池、镍镉电池、锂离子电池、钠硫电池、矾液流电池等。

  铅酸电池应用历史悠久,技术成熟,价格低廉,但功率和能量密度低,循环寿命短,且存在环境污染问题,由于其明显的价格优势,目前仍有一定的应用市场。

  镍镉电池性能优于铅酸电池,但也存在功率和能量密度低、环境污染等问题,目前已逐渐淡出市场。

  锂离子电池性能优越,功率和能量密度高,自放电低,环境友好,其主要问题是多只电池串并联组成系统应用时,其性能与单体应用差距较大,对电池的寿命有较大影响,寿命可能只能达到单体应用的几分之一甚至十几分之一,这使得锂离子电池的大容量集成应用存在着较大的技术难度,并会显著增加运行维护的成本。

  钠硫电池的能量密度高,是铅酸电池的3~4倍;可大电流、高功率放电;充放电效率高。有望在新一代电网中承担多种作用,如削峰填谷、解决可再生能源的功率输出波动问题,等等。钠硫电池的正常运行温度为300-350℃,维持运行过程中的温度以及相应的安全问题成为限制其应用的制约因素;在钠硫电池内部故障时还可能产生2000℃的高温,这进一步加重了人们对钠硫电池安全性的担忧。

  矾液流电池也是近年来被认为具有商业化前景的大规模化学电池。矾液流电池具有很多明显优点:适合于作为大容量储能装置;作为能量转换反应的电堆和电解液可分开存放,可通过补充充电状态的电解液实现“瞬间”充电;可快速充放电而不致明显影响电池寿命;充放电次数多;能量效率高达80%以上;无污染,环境友好。矾液流电池的主要问题是能量密度低,体积大(这在与风电等可再生能源发电方式配套时可能并不构成主要问题),目前的造价还较高,以及作为其核心技术的离子膜技术掌握在少数国外大公司手里。

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