电磁储能
1、超级电容器储能
双电层电容器储能。超级电容器储能是设备实际上是利用双电层原理的电容器,由两个活性炭多孔电极板和电解质溶液组成。超级电容器的储能过程为在外加电压的作用下,正极板吸引电解质中的负离子,负极板吸引电解质中的正离子。其优势在于充电时间短,使用寿命长,环保,劣势主要为能量密度相对较低,并且依赖于石墨烯等新材料的诞生。
应用项目:超级电容器储能在世界各国尚处于研究阶段,目前应用主要有爱尔兰的 Tallaght 智能电网应用Maxwell超级电容器和锂离子电池,广州海珠有轨电车示范线(采用超级电容储能)
2、超导储能超导体零电阻储能。超导储能主要利用超导体电阻为零的特性,将电磁能储存于超导线圈中,高峰期再返回电网,储能效率高达95%。其主要优点为体积小,大容量,缺陷主要为制造成本高导致商业化应用困难。目前超导储能系统尚在研究阶段,未进行实际化推广。
电化学储能
1、铅酸电池铅酸电池性价比高,是市场占有最为广泛的储能电池。铅酸电池电极主要由铅及其氧化物构成,电解质为硫酸溶液。铅酸电池是目前全球市场占有率最高的储电装置,性价比极高,成本低廉,基本在0.7-0.8元/Wh,常用于电力系统的备用电源。其不足之处主要在于寿命短,能量密度相对其他储能电池较低,近几年来受到国家环保政策的制约严重。
环保问题限制铅酸电池发展。根据13年五部委对铅蓄电池产业的规范,目标到15年废铅酸蓄电池的回收和综合利用率达到90%以上,铅循环再生比重超过50%,此举使得铅蓄电池产业的门槛提高,小企业生存空间严重缩窄,业内铅蓄电池数量明显下降。由于铅、硫都属于潜在污染源,尽管铅酸电池目前仍占据着世界主流市场份额,但发展前景却弱于锂电池等其他电化学储能方式。
应用项目:应用较为广泛,具体有通用电气在西班牙的铅酸电池储能项目,山东泰安电信小辛庄通信基站风/ 光/ 市电互补供电系统等。
2、锂离子电池锂离子电池成为主流发展趋势。锂离子电池主要由锂或锂合金作为负极材料,非水电解质溶液构成的储能电池,广泛应用于笔记本电脑、手机等便携式移动设备,其效率可达95%,充放电次数达5000次,具有高能量密度,高效率,使用寿命长等优点。其劣势主要在于成本相对铅酸电池较高,以及安全顾虑。目前锂离子电池主要有钴酸锂电池、锰酸锂电池和磷酸铁锂电池。
应用项目:特斯拉家用储能产品Powerwall,比亚迪磷酸铁锂电池储能等。
3、钠硫电池钠硫电池效率高,国外应用广泛。钠硫电池以金属钠为负极,硫为正极,两者通过固态氧化铝陶瓷管分离,其充放电循环周期约为2500次,效率可达到75%-90%左右,具有能量密度高,效率高等优势。其劣势主要在于液态钠高温下易燃所产生的安全顾虑。
应用项目:德、日、美等西方国家钠硫电池应用较为成熟,目前已建有200多处钠硫电池储能电站。我国钠硫电池储能尚在起步阶段,目前我国首个钠硫电池示范工程已于14年12月进入试运行阶段。
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