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【盤點】那些年我們應用的儲能技術

發布時間: 2015-07-27 09:14:46    來源: 知乎專欄
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[摘要]儲能技術是通過裝置或物理介質將能量儲存起來以便以后需要時利用的技術。儲能技術按照儲存介質進行分類,可以分為機械類儲能、電氣類儲能、電化學類儲能、熱儲能和化學類儲能。

  二 電氣類儲能

  電氣類儲能的應用形式只要有超級電容器儲能和超導儲能。

  2.1 超級電容器儲能

  (1)基本原理

  根據電化學雙電層理論研制而成的,又稱雙電層電容器,兩電荷層的距離非常小(一般0.5mm以下),采用特殊電極結構,使電極表面積成萬倍的增加,從而產生極大的電容量。

  (2)優點

  長壽命、循環次數多;

  充放電時間快、響應速度快;

  效率高;

  少維護、無旋轉部件;

  運行溫度范圍廣,環境友好等。

  (3)缺點

  超級電容器的電介質耐壓很低,制成的電容器一般耐壓僅有幾伏,儲能水平受到耐壓的限制,因而儲存的能量不大;

  能量密度低;

  投資成本高;

  有一定的自放電率。

  (4)應用

  超級電容器儲能開發已有50多年的歷史,近二十年來技術進步很快,使它的電容量與傳統電容相比大大增加,達到幾千法拉的量級,而且比功率密度可達到傳統電容的十倍。超級電容器儲能將電能直接儲存在電場中,無能量形式轉換,充放電時間快,適合用于改善電能質量。由于能量密度較低,適合與其他儲能手段聯合使用。

  2.2 超導儲能

  (1)基本原理

  超導儲能系統是由一個用超導材料制成的、放在一個低溫容器(cryogenic vessel) (杜瓦Dewar )中的線圈、功率調節系統(PCS)和低溫制冷系統等組成。能量以超導線圈中循環流動的直流電流方式儲存在磁場中。

  (2)優點

  由于直接將電能儲存在磁場中,并無能量形式轉換,能量的充放電非常快(幾毫秒至幾十毫秒),功率密度很高;

  極快的響應速度,可改善配電網的電能質量。

  (3)缺點

  超導材料價格昂貴;

  維持低溫制冷運行需要大量能量;

  能量密度低(只能維持秒級);

  雖然已有商業性的低溫和高溫超導儲能產品可用,但因價格昂貴和維護復雜,在電網中應用很少,大多是試驗性的。

  (4)應用

  超導儲能適合用于提高電能質量,增加系統阻尼,改善系統穩定性能,特別是用于抑制低頻功率振蕩。但是由于其格昂貴和維護復雜,雖然已有商業性的低溫和高溫超導儲能產品可用,在電網中應用很少,大多是試驗性的。SMES 在電力系統中的應用取決于超導技術的發展 (特別是材料、低成本、制冷、電力電子等方面技術的發展)。

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