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【盘点】那些年我们应用的储能技术

发布时间: 2015-07-27 09:14:46    来源: 知乎专栏
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[摘要]储能技术是通过装置或物理介质将能量储存起来以便以后需要时利用的技术。储能技术按照储存介质进行分类,可以分为机械类储能、电气类储能、电化学类储能、热储能和化学类储能。

  二 电气类储能

  电气类储能的应用形式只要有超级电容器储能和超导储能。

  2.1 超级电容器储能

  (1)基本原理

  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。

  (2)优点

  长寿命、循环次数多;

  充放电时间快、响应速度快;

  效率高;

  少维护、无旋转部件;

  运行温度范围广,环境友好等。

  (3)缺点

  超级电容器的电介质耐压很低,制成的电容器一般耐压仅有几伏,储能水平受到耐压的限制,因而储存的能量不大;

  能量密度低;

  投资成本高;

  有一定的自放电率。

  (4)应用

  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。

  2.2 超导储能

  (1)基本原理

  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。

  (2)优点

  由于直接将电能储存在磁场中,并无能量形式转换,能量的充放电非常快(几毫秒至几十毫秒),功率密度很高;

  极快的响应速度,可改善配电网的电能质量。

  (3)缺点

  超导材料价格昂贵;

  维持低温制冷运行需要大量能量;

  能量密度低(只能维持秒级);

  虽然已有商业性的低温和高温超导储能产品可用,但因价格昂贵和维护复杂,在电网中应用很少,大多是试验性的。

  (4)应用

  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)。

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