储能技术包括

如题所述

储能技术包括:辐射,化学的,重力势能,电势能,电力,高温,潜热和动力。

储能技术主要是指电能的储存。储存的能量可以用做应急能源,也可以用于在电网负荷低的时候储能,在电网高负荷的时候输出能量,用于削峰填谷,减轻电网波动。能量有多种形式,包括辐射,化学的,重力势能,电势能,电力,高温,潜热和动力。

能量储存涉及将难以储存的形式的能量转换成更便利或经济可存储的形式。用于大型电力系统的储能技术包括抽水蓄能和新型储能。与传统抽水蓄能相比,新型储能选址灵活、建设周期短、反应速度快,在新能源开发消纳领域优势明显。

新型储能,像是一个大型充电宝,在风电、光伏大发时或者用电低谷时充电,风光出力小或者用电高峰时放电。因此,新型储能既能平滑不稳定的光伏发电和风电,提高可再生能源占比;也能配合常规火电、核电等电源为电力系统调峰调频,提高电力系统稳定性和灵活性。

目前,我国新储能技术发展呈现多元化态势,产业已进入规模化快速发展的车道。截至2022年底,全国新型储能累计装机规模达到870万千瓦,较上年增长110%以上,居世界首位。

技术应用

1、电池储能,大功率场合一般采用铅酸蓄电池,主要用于应急电源、电瓶车、电厂富余能量的储存。小功率场合也可以采用可反复充电的干电池:如镍氢电池,锂离子电池等。

2、电感器储能,电感器本身就是一个储能原件,其储存的电能与自身的电感和流过它本身的电流的平方成正比:E=L*I*I/2。由于电感在常温下具有电阻,电阻要消耗能量,所以很多储能技术采用超导体。电感储能还不成熟,但也有应用的例子见报。

3、电容器储能,电容器也是一种储能原件,其储存的电能与自身的电容和端电压的平方成正比:E=C*U*U/2。电容储能容易保持,不需要超导体。电容储能还有很重要的一点就是能够提供瞬间大功率,非常适合于激光器,闪光灯等应用场合。

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第1个回答  2023-10-11

储能的技术如果按介质划分,可以分为机械储能、电化学储能、电气储能、热储能等类型,其中以机械储能和电化学储能应用最广。

机械储能包括:抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能......
电化学储能包括:铅酸电池、锂离子电池、钠离子电池、液流电池......

抽水蓄能:抽水蓄能,是目前应用最广泛的大规模、大容量的储能技术。它利用水作为储能介质,将过剩的电能以水的位能的形式储存起来。

简单地理解,有电的时候,把水从在下坡的水库抽到上坡的水库储存着,没电的时候,就放水,借水的动力推动水轮发电。

它的优点是技术成熟、效率高、容量大、储存周期不受限制。但是缺点也比较明显,需要适宜的地理条件和地理资源、建设周期长、初期投资大、储存过程中存在能量损失(大概会损失20%-35%)。

压缩空气储能:压缩空气储能是从燃气轮机技术发展起来的。它的原理要经过压缩——存储——加热——膨胀——冷却的过程。

简单地理解,就是把空气压缩起来存储,需要用的时候,放出来燃烧加热升温,高温高压下空气会膨胀,然后驱动膨胀机发电,发完电的这些空气就排入大气,下次压缩时又从大气中吸入。

它的优点是容量大、工作时间长、经济性能好、可循环、成本较低、储能系统寿命长,很适合建设大型储能电站(仅次抽水蓄能)。缺点就是燃料目前还是依赖石化燃料,会造成污染;需要特定的地理条件建造大型储气室,比如岩石洞穴、盐洞、废气矿井等。

飞轮储能:飞轮储能是利用飞轮转动的惯性来发电。简单的理解是,用电机带着一个飞轮转动起来,等电不够时,飞轮就反过来带着电机转,电机变成发电机开始发电。

它的优点是使用寿命长、充电次数多、能量密度高、环保、价格适宜。缺点则是放电时间短没法达到电网补充需求、储能系统无法小型化、有爆炸危险。

上面三种都是机械储能,都是通过利用物理性质去转换能量。机械储能的一大缺点是受限制于地理因素,比如抽水蓄能和压缩空气储能,所以不受地理地形环境限制的电化学储能得到了科研领域的广泛关注。

下面整理四种电化学储能。

电化学储能是利用化学能和电能发生化学反应来储存能量,根据材料的不同,可以分为铅酸电池、锂离子电池、钠离子电池、液流电池等。

电化学储能不受外部气候和地理因素影响,是最具有发展价值的储能技术,可以灵活应用到各种需求配置。但它整体的技术还没有机械储能成熟,虽然目前已经发展应用了多种电化学储能技术,但在电力系统大规模应用上的技术和安全模式都还未成熟。

铅酸电池:铅酸电池,是一种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。

铅酸电池放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。

铅酸电池是最便宜的二次电池、有回收利用的价值、成分简单、技术成熟。但是缺点是比能量低、充电次数比其他电池少很多、使用寿命短,而且因为成分是重金属存在污染环境的风险。

锂离子电池:锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。

在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。

也就是说锂电池它是正负两极都可储能,锂以离子态从正极到负极材料之间往返脱嵌,有一个很形象的说法叫摇椅特性,像一把摇椅一样来回摇摆。

锂是自然界中最轻的金属元素,同时具有最负的标准电极电位,这两个特征使它作为电化学储能器件的高能量密度和高性能代表。

它的优点是高电压、高功率、长寿命、无污染、符合环保要求。缺点则是锂价成本不断上行、锂资源的紧缺以及安全性不稳定。

钠离子电池:钠离子电池可以说是锂离子电池的最好替代品。

钠离子电池的工作原理和锂离子电池是相似的。也是主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作,与锂离子电池同样有摇椅特性。

钠和锂的化学性质相似,不同在于,锂是最轻电位最负的金属,所以比钠更有优势,相同重量下,锂携带的电荷比钠多。

它们俩的工作原理相似,所以钠离子电池可以借鉴锂离子电池的整个产业的经验。虽然钠离子能量密度没有锂离子高,但是它成本比锂电池便宜多了。钠资源在地壳中的储备占比高达2.64%,而锂资源只有0.0065%,钠是锂的四百多倍啊,而且提炼技术也相对简单,这是它的优势。

劣势在于能量密度和循环寿命受到制约,所以它目前只能作为锂电池退而求其次的产品。

液流电池:液流电池并不是新技术,它最早的概念在1974年就提出了。

1974年,美国NASA的工程技术人员提出,将原先储存在固体电极上的活性物质溶解进入电解液中,通过电解液循环流动给电池供给电化学反应所需的活性物质。

液流电池和锂离子电池、钠离子电池的不同在于电解质储存不同。锂离子电池是储存在电池内,而液流电池的电解液是储存在电池堆外部容器。

充放电时,正负极电解质会分别循环泵入电池堆发生氧化反应,反应完成后,电解液会被重新泵回外部容器还原成原来的状态。

正是因为它的电解质和发电堆在物理上是分开的,所以储能容量不受电极体积限制,可以根据实际需求独立设计需要,特别适合大规模电能储存场合使用。而且还有最重要的一点,它的电解质是水溶液,所以热失控和火灾的风险很低,在这一点上它的安全性是比锂电池高很多的。此外它的原料储藏丰富,价格低廉,具有显著经济优势,所以液流电池也一跃成为了储能届的香饽饽。

目前实际运用比较多的液流电池是全钒液流电池、锌溴液流电池、铁铬液流电池、锌铁液流电池。

第2个回答  2023-12-29

储能技术包括许多不同的方法和设备,旨在将能量储存起来以供将来使用。以下是一些常见的储能技术:

    蓄电池:蓄电池技术通过在化学反应中将电能转化为化学能来储存能量,并在需要时将其转化回电能。蓄电池广泛应用于移动设备、电动车辆和家庭能源储备等领域。

    储水式水力发电:该技术利用泵抽水至高处水库储存能量,需要时通过释放水流驱动涡轮机发电。这种方式可以根据能源需求进行灵活调度。

    压缩空气储能(CAES):CAES利用电力将空气压缩储存,需要时通过释放压缩空气驱动涡轮机发电。这种技术能够调整压缩和释放的速度以满足需求。

    超级电容器:超级电容器通过电场效应储存电荷而非化学反应,具有快速充放电速度和长寿命的优点。它们通常用于高功率应用,如电动车辆的能量回收和释放。

    磁体储能:磁体储能技术使用电流在高温超导线圈中产生强磁场,将能量储存为磁场能,需要时可以通过剧场绕组的电流来提取能量。

    热储能:热储能技术利用热量来储存能量,包括热蓄热系统和热化学储能系统。这些系统通过在低能源需求时储存热量,然后在高能源需求时释放热量来实现能量平衡。

    液流电池:液流电池使用流体中的化学反应来储存电能,通过流动的电解液在正负极之间传递离子来实现能量存储和释放。

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