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储能有哪些种类又有哪些优点与缺点?

时间:2022-06-23 06:55

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本文摘要:电能的存储方式主要可分为机械储能、电磁储能、电化学储能和 相变储能等。机械储能主要有抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等;电 磁储能包罗超导磁储能和超级电容器储能等;电化学储能主要有铅酸蓄电 池、钠硫电池、液流电池和锂离子电池储能;相变储能包罗冰蓄冷储能、 热电相变蓄热储能等。现在,大规模储能技术应用水平与电力系统的庞大需求之间还存在较 大差距。 适合新能源接入应用的储能技术主要是抽水蓄能、压缩空气储能 和电化学储能。

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电能的存储方式主要可分为机械储能、电磁储能、电化学储能和 相变储能等。机械储能主要有抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等;电 磁储能包罗超导磁储能和超级电容器储能等;电化学储能主要有铅酸蓄电 池、钠硫电池、液流电池和锂离子电池储能;相变储能包罗冰蓄冷储能、 热电相变蓄热储能等。现在,大规模储能技术应用水平与电力系统的庞大需求之间还存在较 大差距。

适合新能源接入应用的储能技术主要是抽水蓄能、压缩空气储能 和电化学储能。抽水蓄能技术相对成熟,而其他储能技术还处于试验示范 阶段甚至初期研究阶段,其中钠硫电池、液流电池、锂离子电池等新型电 化学储能技术水平进步较快,具有庞大的生长潜力和广泛的应用前景。电类储能有几多种类型?电气类储能的应用形式只有超级电容器储能和超导储能。1、超级电容器储能凭据电化学双电层理论研制而成的,又称双电层电容器,两电荷层的距离很是小(一般0.5mm以下),接纳特殊电极结构,使电极外貌积成万倍的增加,从而发生极大的电容量。

超级电容器储能开发已有50多年的历史,近二十年来技术进步很快,使它的电容量与传统电容相比大大增加,到达几千法拉的量级,而且比功率密度可到达传统电容的十倍。超级电容器储能将电能直接储存在电场中,无能量形式转换,充放电时间快,适适用于改善电能质量。由于能量密度较低,适合与其他储能手段团结使用。

2、超导储能超导储能系统是由一个用超导质料制成的、放在一个低温容器(cryogenic vessel) (杜瓦Dewar )中的线圈、功率调治系统(PCS)和低温制冷系统等组成。能量以超导线圈中循环流动的直流电流方式储存在磁场中。

超导储能适适用于提高电能质量,增加系统阻尼,改善系统稳定性能,特别是用于抑制低频功率振荡。可是由于其格昂贵和维护庞大,虽然已有商业性的低温和高温超导储能产物可用,在电网中应用很少,大多是试验性的。SMES 在电力系统中的应用取决于超导技术的生长 (特别是质料、低成本、制冷、电力电子等方面技术的生长)。3、铅酸电池铅酸电池是世界上应用最广泛的电池之一。

铅酸电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中,南北极间会发生2V的电势,这就是铅酸电池的原理。铅酸电池经常用于电力系统的事故电源或备用电源,以往大多数独立型光伏发电系统配备此类电池。现在有逐渐被其他电池(如锂离子电池)替代的趋势。4、锂离子电池锂离子电池实际上是一个锂离子浓差电池,正负电极由两种差别的锂离子嵌入化合物构。

充电时,Li+从正极脱嵌经由电解质嵌入负极,此时负极处于富锂态,正极处于贫锂态;放电时则相反,Li+从负极脱嵌,经由电解质嵌入正极,正极处于富锂态,负极处于贫锂态。由于锂离子电池在电动汽车、盘算机、手机等便携式和移动设备上的应用,所以它现在险些已成为世界上应用最为广泛的电池。

锂离子电池的能量密度和功率密度都较高,这是它能获得广泛应用和关注的主要原因。它的技术生长很快,近年来,大规模生产和多场所应用使其价钱急速下降,因而在电力系统中的应用也越来越多。锂离子电池技术仍然在不停地开发中,现在的研究集中在进一步提高它的使用寿命和宁静性,降低成本、以及新的正、负极质料的开发上。

5、钠硫电池钠硫电池的阳极由液态的硫组成,阴极由液态的钠组成,中距离有陶瓷质料的贝塔铝管。电池的运行温度需保持在300℃以上,以使电极处于熔融状态。日本的NGK公司是世界上唯一能制造出高性能的钠硫电池的厂家。

现在接纳50kW的模块,可由多个50kW的模块组成MW级的大容量的电池组件。在日本、德国、法国、美国等地已建有约200多处此类储能电站,主要用于负荷调平、移峰、改善电能质量和可再生能源发电,电池价钱仍然较高。6 、全钒液流电池在液流电池中,能量储存在溶解于液态电解质的电活性物种中,而液态电解质储存在电池外部的罐中,用泵将储存在罐中的电解质打入电池客栈,并通过电极和薄膜,将电能转化为化学能,或将化学能转化为电能。

液流电池有多个体系,其中全钒氧化还原液流电池(vanadium redox flow battery, VRFB)最受关注。这种电池技术最早为澳大利亚新南威尔士大学发现,后技术转让给加拿大的VRB公司。在2010年以后被中国的普能公司收购,中国的普能公司的产物在海内外一些试点工程项目中获得了应用。

电池的功率和能量是不相关的,储存的能量取决于储存罐的巨细,因而可以储存长达数小时至数天的能量,容量也可达MW级,适合于应用在电力系统中。储能优点与缺点:优缺点对比种种类型的储能系统中,锂离子电池储能是现在技术相对成熟的一种储能方式。以橄榄石型磷酸铁锂为活性物质的锂离子二次电池,具有较高的能量密度、较低的生产制造成本以及使用寿命长等诸多优点。在电动汽车工业的推动下,与磷酸铁锂电池有关的荷电状态估算、电池集成技术、治理系统等方面更是举行了广泛、深入的研究事情。

然而,这些研究多数是在电动汽车使用情况、运行工况和使用条件下举行的,其研究结果和结论并不完全适用于以大规模能量输入/输出为特征的电网储能系统。储能界说:从广义上讲,储能即能量存储,是指通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来,基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环历程。

从狭义上讲,针对电能的存储,储能是指使用化学或者物理的方法将发生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。九种储能电池技术优劣对比:一、铅酸电池主要优点:1、原料易得,价钱相对低廉;2、高倍率放电性能良好;3、温度性能良好,可在-40~+60℃的情况下事情;4、适合于浮充电使用,使用寿命长,无影象效应;5、废旧电池容易接纳,有利于掩护情况。主要缺点:1、比能量低,一般30~40Wh/kg;2、使用寿命不及Cd/Ni电池;3、制造历程容易污染情况,必须配备三废处置惩罚设备。二、镍氢电池主要优点:1、与铅酸电池比,能量密度有大幅度提高,重量能量密度65Wh/kg,体积能量密度都有所提高200Wh/L;2、功率密度高,可大电流充放电;3、低温放电特性好;4、循环寿命(提高到1000次);5、环保无污染;6、技术比力锂离子电池成熟。

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主要缺点:1、正常事情温度规模-15~40℃,高温性能较差;2、事情电压低,事情电压规模1.0~1.4V;3、价钱比铅酸电池、镍氢电池贵,可是性能比锂离子电池差。三、锂离子电池主要优点:1、比能量高;2、电压平台高;3、循环性能好;4、无影象效应;5、环保,无污染;现在是最好潜力的电动汽车动力电池之一。四、超级电容主要优点:1、功率密度高;2、充电时间短。

主要缺点:能量密度低,仅1-10Wh/kg,超级电容续航里程太短,不能作为电动汽车主流电源。五、燃料电池主要优点:1、比能量高,汽车行驶里程长;2、功率密度高,可大电流充放电;3、环保,无污染。主要缺点:1、系统庞大,技术成熟度差;2、氢气供应系统建设滞后;3、对空气中二氧化硫等有很高要求。

由于海内空气污染严重,在海内的燃料电池车寿命较短。六、钠硫电池优势:1、高比能量(理论760wh/kg;实际390wh/kg);2、高功率(放电电流密度可达200~300mA/cm2);3、充电速度快(充满30min);4、长寿命(15年;或2500~4500次);5、无污染,可接纳(Na,S接纳率近100%);6、无自放电现象,能量转化率高;不足:1、事情温度高,其事情温度在300~350度,电池事情时需要一定的加热保温,启动慢;2、价钱昂贵,万元/每度;3、宁静性差。七、液流电池(钒电池)优点:1、宁静、可深度放电;2、规模大,储罐尺寸不限;3、有很大的充放电速率;4、寿命长,高可靠性;5、无排放,噪音小;6、充放电切换快,只需0.02秒;7、选址不受地域限制。缺点:1、正极、负极电解液交织污染;2、有的要用价贵的离子交流膜;3、两份溶液体积大,比能量低;4、能量转换效率不高。

八、锂空气电池致命缺陷:固体反映生成物氧化锂(Li2O)会在正极聚集,使电解液与空气的接触被阻断,从而导致放电停止。科学家认为,锂空气电池的性能是锂离子电池的10倍,可以提供与汽油同等的能量。锂空气电池从空气中吸收氧气充电,因此这种电池可以更小、更轻。

全球不少实验室都在研究这种技术,但如果没有重大突破,要想实现商用可能还需要10年。九、锂硫电池(锂硫电池是一类极具生长前景的高容量储能体系)优点:1、能量密度高,理论能量密度可达2600Wh/kg;2、原质料成本低;3、能源消耗少;4、低毒。

虽然锂硫电池研究已经履历了几十年,而且在近10年时间取得了许多结果,但离实际应用另有不小距离。泉源: 光储资讯。


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