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不同类型的电力储能技术及其特点

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:全球电力储能技术主要有机械储能、化学储能和电磁储能三大类。化学储能的代表技术为铅酸电池、锂电池、钒电池、钠硫电池等,此种方式的充放电过程伴随储能介质的化学反应。从经济性来看,抽水储能具有很好的经济性,明显优于化学储能,是最具商业化应用条件的储能技术。储能技术分类及特征见表13-1。

不同类型的电力储能技术及其特点

全球电力储能技术主要有机械储能、化学储能和电磁储能三大类。机械储能的代表技术有抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等,采用这种储能方式储能媒介不发生化学变化,其能量转换效率为70%~75%。抽水储能是目前最具应用性的储能技术,是能量储能的首选技术,截止2009年世界范围内抽水储能电站总装机容量达90GW,约占全球发电装机容量的3%。压缩空气技术早在1978年就实现了应用,但由于受地形、地质条件制约,没有大规模推广。飞轮储能的特点是寿命长、无污染,但能量密度较低,一直是作为电池系统的补充。

化学储能的代表技术为铅酸电池、锂电池、钒电池、钠硫电池等,此种方式的充放电过程伴随储能介质的化学反应。目前技术进步最快的是化学储能,其中钠硫、液流及锂离子电池技术在安全性、能量转换效率和经济性等方面取得重大突破,产业化应用的条件日趋成熟。钠硫电池的充电效率已可达到80%,能量密度是铅酸蓄电池的3倍,循环寿命更长。日本在此项技术上处于国际领先地位,2004年日本在本国Hitachi自动化工厂安装了当时世界上最大的钠硫电池系统,容量是9.6MW/57.6MW,截止2007年底,日本NGK公司已有超过100座钠硫电池储能站在全球运行中,电池量已超过100MW。钠硫电池具备发展条件,但由于技术长期被日本NGK公司垄断,在应用上受到限制,其成本结构和未来走势难以判断,但随着其他电池价格下降,会降低报价;目前被认为最适于发展的大规模储能的化学电池是液流钒电池,它的基础材料是资源丰富的钒,该电池具有能量效率高、蓄电容量大、能够100%深度放电、寿命长等优点,全球已有超过20个大型全钒液流电池储能系统在运行。液流电池是目前最适合发展的用于能量管理的化学电池。锂离子的基础材料是锂,近年来由于磷酸亚铁锂、纳米磷酸铁锂等新材料的开发与应用,大大改善了锂离子电池的安全性能和循环寿命,锂离子电池价格在迅速下降,大规模锂电池储能电站正逐渐兴起,预期应用的速度和规模会加速。超能电容器历经三代及数十年的发展,已经形成可商业化的系列产品,在用于短时间、大功率的负载平滑和高峰值功率、低容量的场合,越来越多地发挥着提升电能质量的作用。铅酸电池如果在深度放电、循环寿命方面能显著提高,在大规模应用方面将具有成本优势。

在提高电能质量领域,超级电容、超导磁储能、飞轮以及化学电池均具有一定的适用性,在国际上已有数个示范应用项目。从经济性来看,抽水储能具有很好的经济性,明显优于化学储能,是最具商业化应用条件的储能技术。化学储能大规模应用还不经济,若推动化学储能应用,在实施峰谷电价政策的同时,还必须通过政策补贴或者允许储能设备获得一定的辅助服务收入。电磁技术现在仍很昂贵,还没有商业化。储能技术分类及特征见表13-1。(www.xing528.com)

表13-1 储能技术分类及特征

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