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史上最全储能系统优缺点梳理
谈到储能,人们很容易想到电池,但现有的电池技术很难满足电网级储能
的要求;实际上,储能的市场潜力非常巨大,根据市场调研公司PikeResearch
的预测,从2011年到2021年的10年间,将有1220亿美元投入到全球储能项
目中来;而在大规模储能系统中,最为广泛应用的抽水蓄能和压缩空气储能等
传统的储能方式也在经历不断改进和创新;今天,无所不能caixinenergy为
大家推荐一篇文章,该文章分析了目前全球的储能技术以及其对电网的影响
和作用;
现有的储能系统主要分为五类:机械储能、电气储能、电化学储能、热
储能和化学储能;目前世界占比最高的是抽水蓄能,其总装机容量规模达到了
127GW,占总储能容量的99%,其次是压缩空气储能,总装机容量为440MW,排名
第三的是钠硫电池,总容量规模为316MW;
全球现有的储能系统
1、机械储能
机械储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等;
1抽水蓄能:将电网低谷时利用过剩电力作为液态能量媒体的水从地势低
的水库抽到地势高的水库,电网峰荷时高地势水库中的水回流到下水库推动
水轮机发电机发电,效率一般为75%左右,俗称进4出3,具有日调节能力,用于
调峰和备用;
不足之处:选址困难,及其依赖地势;投资周期较大,损耗较高,包括抽蓄
损耗+线路损耗;现阶段也受中国电价政策的制约,去年中国80%以上的抽蓄都
晒太阳,去年八月发改委出了个关于抽蓄电价的政策,以后可能会好些,但肯
定不是储能的发展趋势;
2压缩空气储能CAES: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,当系统发电量不足时,将压缩空气经换热器与油或天然气混合燃烧,导入
燃气轮机作功发电;国外研究较多,技术成熟,我国开始稍晚,好像卢强院士对
这方面研究比较多,什么冷电联产之类的;
压缩空气储也有调峰功能,适合用于大规模风场,因为风能产生的机械功
可以直接驱动压缩机旋转,减少了中间转换成电的环节,从而提高效率;
不足之处:一大缺陷在于效率较低;原因在于空气受到压缩时温度会升高,
空气释放膨胀的过程中温度会降低;在压缩空气过程中一部分能量以热能的
形式散失,在膨胀之前就必须要重新加热;通常以天然气作为加热空气的热源,
这就导致蓄能效率降低;还有可以想到的不足就是需要大型储气装置、一定的
地质条件和依赖燃烧化石燃料;
3飞轮储能:是利用高速旋转的飞轮将能量以动能的形式储存起来;需要
能量时,飞轮减速运行,将存储的能量释放出来;飞轮储能其中的单项技术国
内基本都有了但和国外差距在10年以上,难点在于根据不同的用途开发不同
功能的新产品,因此飞轮储能电源是一种高技术产品但原始创新性并不足,这
使得它较难获得国家的科研经费支持;
不足之处:能量密度不够高、自放电率高,如停止充电,能量在几到几十
个小时内就会自行耗尽;只适合于一些细分市场,比如高品质不间断电源等;
2、电气储能
1超级电容器储能:用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超
大的电容量;与利用化学反应的蓄电池不同,超级电容器的充放电过程始终是
物理过程;充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保;超
级电容没有太复杂的东西,就是电容充电,其余就是材料的问题,目前研究的
方向是能否做到面积很小,电容更大;超级电容器的发展还是很快的,目前石
墨烯材料为基础的新型超级电容器,非常火;
Tesla首席执行官ElonMusk早在2011年就表示,传统电动汽车的电池已
经过时,未来以超级电容器为动力系统的新型汽车将取而代之;
不足之处:和电池相比,其能量密度导致同等重量下储能量相对较低,直
接导致的就是续航能力差,依赖于新材料的诞生,比
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