储能3大应用领域+11种储能方式

来源:微能网发布时间:2018-03-30 12:04:19

从狭义上讲,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。

那么,储能目前在哪些领域应用较多?有多少种储能方式?储能概念上市公司有哪些?

三大储能领域—电力系统、汽车与家用

在电力系统能源管理领域,储能首选技术为抽水蓄能,化学电池中液流可能最先具有商业化条件,其次是锂离子电池,铅酸电池还需在技术上进一步提高性能,而钠硫电池长期被日本垄断,在我国的商业化应用前景存在较大不确定性。

从国外示范研究来看,为稳定电力供给提供均匀的功率输出,需要配套大约新能源发电容量的20%,并有6-8小时存储时间的电池储能系统。预计到2020年,发电侧和用电侧合计需要7.58亿千瓦的储能设备。

据预测,到2024年,全球储能系统的安装容量大约将达到45 GW/81GWh。虽然与全球发电总装机容量相比,这部分储能容量的规模显得十分微不足道,但电力系统已经因为储能系统的出现而发生了质的变化。

目前来看,电厂级储能容量主要用于置换效率较低的发电容量。与此同时,快速增长的离网型储能容量,也势必将改变消费者与电厂之间的关系。

在电动车领域,具有应用前景的储能技术,以锂离子电池为主,铅酸电池也有一定市场。电动车领域需要4.53亿千瓦的储能设备。全球电动汽车市场规模呈现迅猛发展的态势,从 2011 年仅 6.80 万辆,增长至 2015 年的 64.30 万辆,年均复合增长率为 75.36%。

根据真锂研究的预测,未来随着新能源汽车续航技术的不断突破以及核心部件成本的逐步降低, 新能源汽车在全球乘用车市场于 2017年前后将有望实现规模化,届时,全球电动汽车市场规模也将迎来新一轮的爆发式增长。

家庭储能领域,也可以理解为一组为家庭储存电能的大电池。对于绝大多数中国家庭来说,这还是一个比较陌生的家电产品。

目前,全球主要的家庭储能系统市场在美国和日本。

美国人居所的面积通常比较大,家庭用电较多,拥有风、光等新能源发电系统的家庭数量也多。

由于用电量比较大,且峰谷电费存在比较大价格差异,储能系统通常被美国家庭用来在电价低的时段储存电能并在高电价的时段使用,以达到节省电费的目的。

另外,在边远地区,以及地震、飓风等自然灾害高发的地区,家庭储能系统被当作应急电源使用,免除由于灾害或其他原因导致的频繁断电带来的不便。

5大类、11种储能技术

一 、机械类储能

机械类储能的应用形式只要有抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能。

1、抽水蓄能

电网低谷时利用过剩电力将作为液态能量媒体的水从低标高的水库抽到高标高的水库,电网峰荷时高标高水库中的水回流到下水库推动水轮机发电机发电。

目前,抽水蓄能机组在一个国家总装机容量中所占比重的世界平均水平为3%左右。截至2012年底,全世界储能装置总容量为128GW,其中抽水蓄能为127GW,占99%。

截至2016年年底,全国抽水蓄能电站机组容量为5032.5万千瓦,运行容量2338.5万千瓦,在建容量2694万千瓦,约占全国总装机容量16.5亿千瓦的3% 。(另在建8座,在建容量894万千瓦)

2、飞轮储能

在一个飞轮储能系统中,电能用于将一个放在真空外壳内的转子即一个大质量的由固体材料制成的圆柱体加速(达几万转/分钟),从而将电能以动能形式储存起来(利用大转轮所储存的惯性能量)。

飞轮储能多用于工业和UPS中,适用于配电系统运行,以进行频率调节, 可用作一个不带蓄电池的 UPS,当供电电源故障时,快速转移电源,维持小系统的短时间频率稳定,以保证电能质量 (供电中断、电压波动等)。

在我国刚刚开始在配电系统中安装使用。电科院电力电子研究所曾为北京306医院安装了一套容量为250kVA, 磁悬浮轴承的飞轮储能系统,能运行15秒,2008年投运。

3、压缩空气储能

压缩空气储能采用空气作为能量的载体,大型的压缩空气储能利用过剩电力将空气压缩并储存在一个地下的结构(如地下洞穴),当需要时再将压缩空气与天然气混合,燃烧膨胀以推动燃气轮机发电。

至今, 只有德国和美国有投运的压缩空气储能站。德国 Hundorf 站于1978年投运, 压缩功率60MW,发电功率290MW(后经改造提高到321MW), 压缩时间/发电时间=4,2小时连续运行,启动过上万次,启动可靠率达97%。

此外,德国正在建造绝热型压缩空气储能电站,尚未投运美国Mcintosh, Alabama阿拉巴马州, 1991年投运, 110MW,压缩时间/发电时间=1.6,如连续输出 100MW 可维持26小时,曾因地质不稳定而发生过坍塌事故。此外,美国正在建设几座大型的压缩空气储能电站,尚未投运。

近来压缩空气储能的研究和开发热度在不断上升,国家电网公司已立项研究10MW压缩空气储能。

二、 电气类储能

电气类储能的应用形式只有超级电容器储能和超导储能。

1、超级电容器储能

根据电化学双电层理论研制而成的,又称双电层电容器,两电荷层的距离非常小(一般0.5mm以下),采用特殊电极结构,使电极表面积成万倍的增加,从而产生极大的电容量。

超级电容器储能开发已有50多年的历史,近二十年来技术进步很快,使它的电容量与传统电容相比大大增加,达到几千法拉的量级,而且比功率密度可达到传统电容的十倍。

超级电容器储能将电能直接储存在电场中,无能量形式转换,充放电时间快,适合用于改善电能质量。由于能量密度较低,适合与其他储能手段联合使用。

2、超导储能

超导储能系统是由一个用超导材料制成的、放在一个低温容器(cryogenic vessel) (杜瓦Dewar )中的线圈、功率调节系统(PCS)和低温制冷系统等组成。

能量以超导线圈中循环流动的直流电流方式储存在磁场中。

超导储能适合用于提高电能质量,增加系统阻尼,改善系统稳定性能,特别是用于抑制低频功率振荡。

但是由于其格昂贵和维护复杂,虽然已有商业性的低温和高温超导储能产品可用,在电网中应用很少,大多是试验性的。SMES 在电力系统中的应用取决于超导技术的发展 (特别是材料、低成本、制冷、电力电子等方面技术的发展)。

三、 电化学类储能

电化学类储能主要包括各种二次电池,有铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池和液流电池等,这些电池多数技术上比较成熟,近年来成为关注的重点,并且还获得许多实际应用。

1、铅酸电池

铅酸电池是世界上应用最广泛的电池之一。铅酸电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中,两极间会产生2V的电势,这就是铅酸电池的原理。

铅酸电池常常用于电力系统的事故电源或备用电源,以往大多数独立型光伏发电系统配备此类电池。目前有逐渐被其他电池(如锂离子电池)替代的趋势。

2、锂离子电池

锂离子电池实际上是一个锂离子浓差电池,正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构。

充电时,Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,此时负极处于富锂态,正极处于贫锂态;放电时则相反,Li+从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极,正极处于富锂态,负极处于贫锂态。

由于锂离子电池在电动汽车、计算机、手机等便携式和移动设备上的应用,所以它目前几乎已成为世界上应用最为广泛的电池。

锂离子电池的能量密度和功率密度都较高,这是它能得到广泛应用和关注的主要原因。

它的技术发展很快,近年来,大规模生产和多场合应用使其价格急速下降,因而在电力系统中的应用也越来越多。

锂离子电池技术仍然在不断地开发中,目前的研究集中在进一步提高它的使用寿命和安全性,降低成本、以及新的正、负极材料的开发上。

3、钠硫电池

钠硫电池的阳极由液态的硫组成,阴极由液态的钠组成,中间隔有陶瓷材料的贝塔铝管。电池的运行温度需保持在300℃以上,以使电极处于熔融状态。

日本的NGK公司是世界上唯一能制造出高性能的钠硫电池的厂家。目前采用50kW的模块,可由多个50kW的模块组成MW级的大容量的电池组件。

在日本、德国、法国、美国等地已建有约200多处此类储能电站,主要用于负荷调平、移峰、改善电能质量和可再生能源发电,电池价格仍然较高。

4 、全钒液流电池

在液流电池中,能量储存在溶解于液态电解质的电活性物种中,而液态电解质储存在电池外部的罐中,用泵将储存在罐中的电解质打入电池堆栈,并通过电极和薄膜,将电能转化为化学能,或将化学能转化为电能。

液流电池有多个体系,其中全钒氧化还原液流电池(vanadium redox flow battery, VRFB)最受关注。

这种电池技术最早为澳大利亚新南威尔士大学发明,后技术转让给加拿大的VRB公司。

在2010年以后被中国的普能公司收购,中国的普能公司的产品在国内外一些试点工程项目中获得了应用。

电池的功率和能量是不相关的,储存的能量取决于储存罐的大小,因而可以储存长达数小时至数天的能量,容量也可达MW级,适合于应用在电力系统中。

四、热储能

在一个热储能系统中,热能被储存在隔热容器的媒质中,以后需要时可以被转化回电能,也可直接利用而不再转化回电能。

热储能有许多不同的技术,可进一步分为显热储存(sensible heat storage)和潜热储存(latent heat storage)等。

显热储存方式中,用于储热的媒质可以是液态的水,热水可直接使用,也可用于房间的取暖等,运行中热水的温度是有变化的。

而潜热储存是通过相变材料( Phase Change Materials, PCMs)来完成的,该相变材料即为储存热能的媒质。

由于热储能储存的热量可以很大,所以在可再生能源发电的利用上会有一定的作用。熔融盐常常作为一种相变材料,用于集热式太阳能热发电站中。此外,还有许多其他种类的储热技术正在开发中,它们有许多不同的作用。

五、化学类储能

化学类储能主要是指利用氢或合成天然气作为二次能源的载体。

利用待弃掉的风电制氢,通过电解水,将水分解为氢气和氧气,从而获得氢。以后可直接用氢作为能量的载体,再将氢与二氧化碳反应成为合成天然气(甲烷),以合成天然气作为另一种二次能量载体。

将氢与二氧化碳合成为甲烷的过程也被称作为P2G技术(power to gas)。 德国热衷于推动此项技术,已有示范项目在德国投入运行。以天然气为燃料的热电联产或冷、热、电联产系统已成为分布式发电和微电网的重要组成部分,在智能配电网中发挥着重要的作用,氢和合成天然气为分布式发电提供了充足的燃料。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201803/30/285357.html
责任编辑:weienergy
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
光储双榜!东方日升入选SMM Tier1榜单来源:东方日升新能源 发布时间:2026-08-11 10:02:35

东方日升同时入选SMM光伏组件与储能系统双Tier1榜单,彰显光储双轮驱动实力。依托全链条质量管控与CNAS实验室保障组件可靠性,以“4S”融合技术构建多元储能解决方案,覆盖大型、工商业及户用场景,持续赋能全球能源转型。

高纪凡CIES 2026:锚定技术长期主义,共筑光储协同未来来源:天合光能 发布时间:2026-08-10 21:28:56

天合光能董事长高纪凡在CIES 2026指出储能已成电网安全核心独立电源,提出光储深度协同、新兴场景拓展及全生命周期价值三大发展路径,并宣布全球预交付订单达33GWh,2026年交付目标超16GWh,稳居全球储能前五。

陈海生:立足跨越式发展成就 锚定“十五五”市场化方向来源:国家能源局 发布时间:2026-08-10 09:48:36

《中国新型储能发展报告2026》由国家能源局、国家发改委与电力规划设计总院等权威机构联合编制,系统总结“十四五”期间我国新型储能跨越式发展成果:装机规模较“十三五”末增长超40倍,跃升为第一大电力调节资源,实现政策、技术、产业链与市场化机制的全方位突破。报告立足2026年“十五五”开局关键节点,明确提出以市场化、长时化、规范化、国际化为四大主线,部署六大发展方向及2026年度五大重点任务。同时,报告直面独立储能收益模式不稳、长时储能经济性不足、全球竞争加剧等现实挑战,提出统筹规划布局、优化多元收益机制、补齐长时储能短板、化解产业链风险等针对性建议,旨在推动行业从政策驱动转向市场自立、价值释放的新阶段。(198字)

天合储能荣获2026年三季度BNEF Tier 1一级储能厂商评级来源:天合光能 发布时间:2026-08-10 09:35:04

天合储能连续十一季度蝉联BNEF全球Tier 1储能厂商榜单,彰显其全栈自研、AC侧并网领先实力。新一代Elementa金刚3平台度电成本降超12%,加速构网型技术与AI数据中心等多元场景落地。全球发货超25GWh,新签订单超16GWh,欧洲、拉美、亚太GWh级项目密集交付。

宁夏交投石嘴山市80万千瓦光伏发电复合项目实现全容量并网来源:宁夏国资委 发布时间:2026-08-10 09:25:39

宁夏交投在石嘴山市建设的80万千瓦光伏发电复合项目近日实现全容量并网发电。该项目总投资25.7亿元,是宁夏自治区千万千瓦级清洁能源装机布局的关键组成部分,配套建设储能系统和升压站。投运后,年均发电量约11.2亿千瓦时,相当于每年节约标准煤41万吨、减排二氧化碳113万吨,有力支撑国家“双碳”战略及区域能源结构优化与生态环保目标。同时,项目为宁夏交投构建企业内部微电网、提升四大业务板块运行效率提供基础条件,并助力其参与源网荷储一体化体系建设和绿色电力市场交易。

从"建设得好"到"运营得好",看智慧运维如何重塑电站资产价值——来源:萨纳斯 发布时间:2026-08-07 09:47:50

8月6日,国能日新山西论坛聚焦风光储一体化高质量运营,萨纳斯智维提出“智慧运维四维模型”(合规、安全、设备、预警),强调从“重建设”转向“重运营”。作为新能源资产长期运营同行者,其已在山西落地多业态项目,破解安全风险、运维低效、人才短缺等痛点。

光伏龙头全面解析:五大核心企业竞争力研判及选型策略来源:咸宁新闻 发布时间:2026-08-06 15:46:14

本文系统分析了2026年中国光伏产业由高速增长转向高质量发展的关键转型期背景,指出新增装机阶段性回调与行业深度治理背景下,“价值竞争”正取代规模与价格竞争成为新主线。文章基于技术领先性、全球市场影响力、产品体系完整度和可持续发展实践四大维度,对阳光电源(逆变器与储能龙头)、通威股份(硅料与电池片双料冠军)、TCL中环(210大尺寸硅片标准制定者)、晶澳科技(N型TOPCon组件领跑者)及正泰新能(户用光伏生态构建者)五家核心企业展开综合研判。通过对比其产业链定位、核心技术指标、全球化布局与绿色实践,并结合大型地面电站、工商业分布式、户用光伏等典型场景,提出差异化选型策略,旨在为投资者、EPC总包商及终端用户提供客观、实用的供应链决策参考。(199字)

​阳光电源:光伏行业龙头企业的技术纵深与全球布局全景解读来源:咸宁新闻 发布时间:2026-08-06 15:40:08

本文全景解读光伏龙头企业阳光电源的技术演进与全球发展路径。文章指出,在全球能源转型与“双碳”目标驱动下,行业竞争已从成本导向转向全生命周期度电成本优化和系统生态构建。阳光电源依托电力电子领域的深厚技术纵深——如超99%逆变效率、构网型储能核心技术及40%研发人员占比——实现从光伏逆变器向“光、风、储、电、氢”全场景产品矩阵的跨越。公司业务覆盖全球100多个国家,拥有20余家海外分支机构、520余个服务网点及四大生产基地,并在沙特7.8GWh等标志性项目中验证国际交付能力。同时,其以客户价值为核心的全生命周期服务、四级ESG治理体系及绿色运营实践(如79%绿色用电占比、30余款产品碳足迹核算),支撑其在产业周期波动中保持战略定力,成为中国光伏由“全球制造中心”迈向“全球技术驱动中心”的典型范本。(199字)

校企共建!固德威越南光储实训中心揭牌落成来源:固德威GOODWE 发布时间:2026-08-06 09:31:31

固德威越南公司联合胡志明市电力高等专科学校建成越南首个光伏储能技术实训中心,聚焦光储一体化实操教学,填补本土复合型技术人才缺口。项目复刻真实工况,推动产教融合与标准共建,彰显企业深耕越南新能源市场的长期战略。

西班牙拨款4.33亿欧元支持可再生能源与储能项目,农业光伏获益最大来源:TaiyangNews 发布时间:2026-08-06 08:41:42

西班牙生态转型与人口挑战部(MITECO)依据第二轮RENOINN计划,拨款4.3344亿欧元支持524个创新型可再生能源与储能融合项目,资金源自国家复苏与韧性计划(PRTR)。项目类型包括农业光伏、漂浮式光伏、基础设施融合型项目、集体自发自用系统及可再生热泵,均须配置储能。其中,农业光伏获资最多——118个项目获得2.34亿欧元,重点支持谷物、橄榄和水果种植区的高架光伏系统;漂浮式光伏、基础设施融合、集体自发自用及热泵项目分别获资3710万、6540万、4570万和5100万欧元。全部项目预计新增1225.66MW发电容量(以光伏为主)和2320.72MWh储能容量,后者达首轮计划的8倍,并惠及超9000名弱势消费者,所有项目须符合“不造成重大环境损害”原则。

2026年工商业光伏安装商优选指南:十家实力服务商横向测评来源:咸宁新闻 发布时间:2026-08-05 18:42:51

本文是一份面向企业用户的工商业光伏安装服务商选型参考指南,基于国家能源局2025年数据指出:工商业分布式光伏新增装机达107.06GW,同比增长21%,累计装机首次突破1亿千瓦,已成为分布式光伏增长主力。在“双碳”目标与电价市场化改革推动下,企业对专业、可靠、具备全周期服务能力的安装商需求迫切。文章横向测评了海尔新能源、华为智能光伏、思格新能源、阳光新能源、中国能建、三峡能源、阿特斯、振森能源、通威新能源、南通天启新能源等十家代表性服务商,分别梳理其核心能力——涵盖AI驱动的数智化平台(如海尔“纳晖”、阳光iSolarBP)、自主研发设备(如华为逆变器、思格混合逆变器)、EPC工程实力(中国能建、三峡)、组件制造优势(阿特斯、通威)及区域服务深度(南通天启)等,并列举典型项目佐证落地能力。最后提出技术能力、项目经验、全周期服务、资质合规四大选型维度,强调需结合企业实际需求审慎决策。(199字)