当今主流储能技术.docxVIP

北京索英电气技术有限公司编制 PAGE 1 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1. 储能技术概述 2 2. 储能的类型 3 2.1 主要的物理储能方式 3 2.2 主要的化学储能方式 4 2.3 主要的电磁储能方式 6 3. 各种形式的储能分析 8 3.1 飞轮储能 8 3.2 抽水储能 14 3.3 压缩空气储能 21 3.4 铅酸蓄电池 24 3.5 镍系电池储能 30 3.6 全钒液流电池 34 3.7 锂电池 40 3.8 锂电池储能电站方案 47 3.9 超导储能 56 3.10 超级电容储能 64 1. 储能技术概述 储能概述 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过程。通常说的储能是指针对电能的存储，储能是指利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。 储能主要应用于电力系统、电动汽车、轨道交通、UPS系统、电动工具、电子产品等。随着电力系统、新能源发电（风能、太阳能等）、清洁能源动力汽车等行业的飞速发展，对储能技术尤其大规模储能技术提出了更高的要求，储能技术已成为该类产业发展不可或缺的关键环节。特别是储能技术在电力系统中的应用将成为智能电网发展的一个必然趋势，是储能产业未来发展的重中之重。 储能产业的存在和发展，其意义在于： 储能是未来电网的一个必要组成部分； 储能的发展有利于促进可再生能源的大规模应用； 负荷调节，削峰填谷，提高电能质量，孤网运行，提高电网利用率，减少线损，增加线路和设备使用寿命节约能源； 提高突发事故的应对能力，保证电力系统安全运行； 推进新能源汽车等产业的发展，有利于节能环保。 储能的应用 2. 储能的类型 储能的主要类型有物理储能、化学储能、电磁储能。 2.1 主要的物理储能方式 飞轮储能：飞轮储能系统由高速飞轮、轴承支撑系统、电动机、发电机、功率变换器、电子控制系统和真空泵、紧急备用轴承等附加设备组成。谷值负荷时，飞轮储能系统由工频电网提供电能，带动飞轮高速旋转，以动能的形式储存能量，完成电能到机械能的转换;出现峰值负荷时，高速旋转的飞轮作为原动机拖动电机发电，经功率变换器输出电流和电压，完成机械能到电能的转换。 优点是飞轮储能具有可快速充放电、循环次数多、使用寿命长、能量密度大。 缺点是飞轮储能具有较高的自损耗、长期储能效率偏低、并且由于储能容量提高困难，因此比较适合于放电工作时间在秒、分级别的场合。 抽水储能：抽水储能广泛应用抽水储能利用下半夜过剩的电力驱动水泵，将水从下水库抽到上水库储存起来，然后在次日白天和前半夜将水放出发电，并流入下水库。 优点是技术成熟、低成本、循环水利用。 缺点是建设抽水储能需要特殊的地理条件，大型抽水电站通常在山区，远离风电场，距离的增加意味着输电损失的增加，效率仅有70%左右，建设期长达8~10年。 压缩空气储能：压缩空气蓄能是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，由电动机带动空气压缩机，将空气压入作为储气室的密闭大容量地下洞穴，即将不可储存的电能转化成可储存的压缩空气的气压势能并贮存于贮气室中。当用电高峰期时将压缩空气经换热器与油或天然气混合燃烧，导入燃气轮机做功发电，满足系统调峰需要。 优点是技术成熟、储气库漏气开裂可能性极小、安全系数高、寿命长、响应速度快、容量大、成本低廉、减少排放。 缺点是压缩空气储能电站建设投资和发电成本均低于抽水储能电站，但其能量密度低，并受岩层等地形条件的限制。 2.2 主要的化学储能方式 铅酸电池：铅酸 电池是一种 电极主要由 铅及其 氧化物制成， 电解液是硫酸溶液的 蓄电池。铅酸电池 荷电状态下， 正极主要成分为 二氧化铅， 负极主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为 硫酸铅。 优点是无记忆效应、对环境污染少、成本较低。 缺点是循环寿命短、比能量小、质量重、体积大、自放电大。 镍系电池：分为镍镉和镍氢 镍镉电池的电池正极板上的活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成，石墨不参加化学反应，其主要作用是增强导电性。负极板上的活性物质由氧化镉粉和氧化铁粉组成，氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的扩散性，防止结块，并增加极板的容量。活性物质分别包在穿孔钢带中，加压成型后即成为电池的正负极板。极板间用耐碱的硬橡胶绝缘棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔开。电解液通常用氢氧化钾溶液。与其它电池相比，镍镉电池的自放电率(即电池不使用时失去电荷的速率)适中。镍镉电池在使用过程中，如果放电不完全就又充电，下次再放电时，就不能放出全部电量