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不同储能技术的特点对比

发表于:2016-12-20 00:28:06 来源:计鹏新能源 作者:张帆
  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。

一、机械储能

包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等。

1、抽水储能

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

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。

2、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,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。

不足之处: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。还有需要大型储气装置、一定的地质条件和依赖燃烧化石燃料。

3、飞轮储能

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。

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。

二、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。

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。

2、超导储能

利用超导体的电阻为零特性制成的储存电能的装置。超导储能系统大致包括超导线圈、低温系统、功率调节系统和监控系统4大部分。

不足之处:成本高(包括材料和低温制冷系统)

三、电化学储能

主要包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池等。

1、铅酸电池

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。目前在世界上应用广泛,循环寿命可达 1000 次左右,效率能达到 80%-90%,性价比高。

不足之处:如果深度、快速大功率放电时,可用容量会下降。其缺点是能量密度低,寿命短。

2、锂离子电池

由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。主要应用于便携式的移动设备中,其效率可达95%以上,环次数可达5000次或更多,响应快速。

不足之处:存在价格高、过充导致发热、燃烧等安全性问题,需要进行充电保护。

3、钠硫电池

以金属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质隔膜的二次电池。循环周期可达到4500次,放电时间6-7小时,周期往返效率75%,能量密度高,响应时间快。

不足之处:因为使用液态钠,运行于高温下,容易燃烧。

四、热储能

热储能系统中,热能被储存在隔热容器的媒介中,需要的时候转化回电能,也可直接 利用而不再转化回电能。热储能又分为显热储能和潜热储能。

不足之处:热储能要各种高温化学热工质,用用场合比较受限。

五、化学类储能

利用氢或合成天然气作为二次能源的载体,利用多余的电制氢,可以直接用氢作为能量的载体,也可以将其与二氧化碳反应成为合成天然气(甲烷)。

不足之处:全周期效率较低,制氢效率仅40%,合成天然气的效率不到35%。

FR:张帆 计鹏新能源

相关标签: 储能 热储能 储能系统
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