《能源储能技术》ppt课件

1、新能源储能技术新能源储能技术 丰盛丰盛1601211816012118 陈偲陈偲1601211216012112 王圣萱王圣萱1601212116012121 储能技术的重要性储能技术的重要性 由于风能、太阳能、海洋能等多种新能源发电遭由于风能、太阳能、海洋能等多种新能源发电遭 到气候和天气影响，发电功率难以保证平稳，而到气候和天气影响，发电功率难以保证平稳，而 我们知道电力系统要求是供需一致，电能耗费和我们知道电力系统要求是供需一致，电能耗费和 发电量相等，一旦这平衡遭到破坏，轻那么电能发电量相等，一旦这平衡遭到破坏，轻那么电能 质量恶化，呵斥频率和电压不稳，重那么引发停质量恶化，呵斥频率和

2、电压不稳，重那么引发停 电事故，为理处理这一问题，在风力发电、太阳电事故，为理处理这一问题，在风力发电、太阳 能光伏发电或者太阳能热发电等新能源发电设备能光伏发电或者太阳能热发电等新能源发电设备 中都配备有储能安装，在电力充沛时，多余电力中都配备有储能安装，在电力充沛时，多余电力 可以储存起来，在晚上、弱风或者超大风力发电可以储存起来，在晚上、弱风或者超大风力发电 机组停运或者停运机组过多，发电量缺乏的时候机组停运或者停运机组过多，发电量缺乏的时候 释放出来以满足负荷需求。释放出来以满足负荷需求。 现有抽水储能技术现有抽水储能技术 抽水储能是电力系统中运用最为广泛的一种储抽水储能是电力系统中运

3、用最为广泛的一种储 能技术，在电力负荷低谷期将水从下池水库抽能技术，在电力负荷低谷期将水从下池水库抽 到上池水库，将电能转化成重力势能储存起来，到上池水库，将电能转化成重力势能储存起来， 在电网负荷顶峰期释放的能源储存方式。在电网负荷顶峰期释放的能源储存方式。 抽水储能的释放时间可以从几个小时到几天不抽水储能的释放时间可以从几个小时到几天不 等，综合效率在等，综合效率在70%到到85%之间，主要用于电之间，主要用于电 力系统的调峰填谷、调频、调相、紧急事故备力系统的调峰填谷、调频、调相、紧急事故备 用等。但是抽水储能电厂普通都建在远离负荷用等。但是抽水储能电厂普通都建在远离负荷 地点的山间，在

4、储能效率较为低下的根底上，地点的山间，在储能效率较为低下的根底上， 长间隔保送又要损耗不少电能，与分散型电力长间隔保送又要损耗不少电能，与分散型电力 储存系统相比极为不利储存系统相比极为不利 新的储能技术新的储能技术 超导储能 飞轮储能 超级电容器储能 除蓄电池和抽水储能电站这些储能方式，除蓄电池和抽水储能电站这些储能方式， 新开展起来的有超导储能、飞轮储能、超新开展起来的有超导储能、飞轮储能、超 级电容器储能、氢储能等。级电容器储能、氢储能等。 a.超导储能 b.飞轮储能 c.超级电容器储能 超导储能超导储能 将一个超导体圆环置于磁场中，降温至圆环资料将一个超导体圆环置于磁场中，降温至圆环资

5、料 的临界温度以下，撤去磁场，由于电磁感应，圆环中的临界温度以下，撤去磁场，由于电磁感应，圆环中 便有感生电流产生，只需温度坚持在临界温度以下，便有感生电流产生，只需温度坚持在临界温度以下， 电流便会继续下去。实验阐明，这种电流的衰减时间电流便会继续下去。实验阐明，这种电流的衰减时间 不低于不低于10万年。显然这是一种理想的储能安装，称为万年。显然这是一种理想的储能安装，称为 超导储能。超导储能。 概述概述 超导储能超导储能 优点优点 超导储能的优点很多，主要是功率大、超导储能的优点很多，主要是功率大、 质量轻、体积小、损耗小、反响快等等，因质量轻、体积小、损耗小、反响快等等，因 此运用很广。

6、如大此运用很广。如大 功率激光器，需求在瞬功率激光器，需求在瞬 时提出数千乃至上万焦耳的能量，这就可由时提出数千乃至上万焦耳的能量，这就可由 超导储能安装来承当。超导储能还可以用于超导储能安装来承当。超导储能还可以用于 电网。当大电网中负荷小时，把多余的电能电网。当大电网中负荷小时，把多余的电能 储存起来，储存起来， 负荷大时又把电能送回电网，负荷大时又把电能送回电网， 这样就可以防止用电顶峰和低谷时的供求矛这样就可以防止用电顶峰和低谷时的供求矛 盾。这就是超导储能。盾。这就是超导储能。 超导储能超导储能 超导线圈通常是环形和螺管形。小型及超导线圈通常是环形和螺管形。小型及 数十数十MW的中型

7、储能磁体比较适宜采用漏磁场的中型储能磁体比较适宜采用漏磁场 小的环形线圈。螺管形的漏磁场较大，但其小的环形线圈。螺管形的漏磁场较大，但其 构造简单，适用于大型的超导储能及需求现构造简单，适用于大型的超导储能及需求现 场绕制的超导储能。场绕制的超导储能。 环形超导线圈运用环形线圈的优点是磁环形超导线圈运用环形线圈的优点是磁 场完全约束在线圈内；因此，不存在漏磁问场完全约束在线圈内；因此，不存在漏磁问 题和屏蔽要求。环形线圈的制造有两种方式：题和屏蔽要求。环形线圈的制造有两种方式： 一种为延续的螺旋圆环绕组；另一种为由数一种为延续的螺旋圆环绕组；另一种为由数 个短螺线管线圈组成圆环。个短螺线管线圈

8、组成圆环。 设备设备 飞轮储能飞轮储能 概述概述 飞轮储能是指利用电动机带动飞轮飞轮储能是指利用电动机带动飞轮 高速旋转，将电能转化成动能储存起来，高速旋转，将电能转化成动能储存起来， 在需求的时候再用飞轮带动发电机发电在需求的时候再用飞轮带动发电机发电 的储能方式。飞轮储能的研讨主要着力的储能方式。飞轮储能的研讨主要着力 于研发提高能量密度的复合资料技术和于研发提高能量密度的复合资料技术和 超导磁悬浮技术。其中超导磁悬浮是降超导磁悬浮技术。其中超导磁悬浮是降 低损耗的主要方法，而复合资料可以提低损耗的主要方法，而复合资料可以提 高储能密度，降低系统体积和分量。高储能密度，降低系统体积和分量。

9、 任务原理任务原理 飞轮储能飞轮储能 飞轮储能系统主要包括转子系飞轮储能系统主要包括转子系 统、轴承系统和转换能量系统统、轴承系统和转换能量系统 三个部分构成。另外还有一些三个部分构成。另外还有一些 支持系统，支持系统， 如真空、深冷、外如真空、深冷、外 壳和控制系统。根本构造如下壳和控制系统。根本构造如下 图。图。 飞轮储能飞轮储能 运用特点运用特点 飞轮储能的技术优势是技术成熟度高、高功飞轮储能的技术优势是技术成熟度高、高功 率密度、长寿命、充放电次数无限以及无污率密度、长寿命、充放电次数无限以及无污 染等特性。飞轮储能的能量密度不够高、自染等特性。飞轮储能的能量密度不够高、自 放电率高，

10、如停顿充电，能量在几到几十个放电率高，如停顿充电，能量在几到几十个 小时内就会自行耗尽。小时内就会自行耗尽。 几万转高速飞轮系统损耗在几万转高速飞轮系统损耗在100瓦左右，瓦左右，1千千 瓦时的系统只能维持瓦时的系统只能维持10小时的自放电。因此，小时的自放电。因此， 飞轮储能最适宜高功率、短时间放电或频繁飞轮储能最适宜高功率、短时间放电或频繁 充放电的储能需求。充放电的储能需求。 由于放电时间有限，飞轮储能不一定是调理由于放电时间有限，飞轮储能不一定是调理 太阳能发电动摇的最正确选择。太阳能发电动摇的最正确选择。 飞轮储能飞轮储能 我国研发现状我国研发现状 我国的飞轮储能研讨始于上世纪我国的

11、飞轮储能研讨始于上世纪80 年代，年代，30多年来，飞轮储能只获得多年来，飞轮储能只获得 过两个过两个“863探求工程和一个探求工程和一个 “八五攻关工程的支持，除国防八五攻关工程的支持，除国防 领域外，公开的总共投入经费缺乏领域外，公开的总共投入经费缺乏 500万元。万元。 超级电容器，又叫双电层电容器、超级电容器，又叫双电层电容器、 电化学电容器，电化学电容器， 黄金电容、法拉黄金电容、法拉 电容，经过极化电解质来储能。电容，经过极化电解质来储能。 它是一种电化学元件，但在其储它是一种电化学元件，但在其储 能的过程并不发生化学反响，这能的过程并不发生化学反响，这 种储能过程是可逆的，也正由

12、于种储能过程是可逆的，也正由于 此超级电容器可以反复充放电数此超级电容器可以反复充放电数 十万次。十万次。 超级电容器储能超级电容器储能 概述概述 超级电容器储能超级电容器储能 超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到 超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的 正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的 两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界 面上构成相反的

13、电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电面上构成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电 荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之 间极短间隙陈列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双间极短间隙陈列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双 电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的 氧化复原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，氧化复原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液， 超级电容器为正常任务形状通常为超级电容器为正常任务形状通常为3V以下，如电容器以下，如电容器 两端电

14、压超越电解液的氧化复原电极电位时，电解液将分两端电压超越电解液的氧化复原电极电位时，电解液将分 解，为非正常形状。解，为非正常形状。 任务原理任务原理 超级电容器储能超级电容器储能 波形图波形图 超级电容器储能超级电容器储能 运用领域运用领域 1、税控机、税控加油机、真空开关、智能表、远程抄、税控机、税控加油机、真空开关、智能表、远程抄 表系统、仪器仪表、数码相机、掌上电脑、电子门锁、程表系统、仪器仪表、数码相机、掌上电脑、电子门锁、程 控交换机、无绳等的时钟芯片、静态随机存贮器、数据传控交换机、无绳等的时钟芯片、静态随机存贮器、数据传 输系统等微小电流供电的后备电源。输系统等微小电流供电的后

15、备电源。 2、智能表智能电表、智能水表、智能煤气表、智、智能表智能电表、智能水表、智能煤气表、智 能热量表作电磁阀的启动电源能热量表作电磁阀的启动电源 3、太阳能警示灯，航标灯等太阳能产品中替代充电、太阳能警示灯，航标灯等太阳能产品中替代充电 电池。电池。 4、手摇发电手电筒等小型充电产品中替代充电电池。、手摇发电手电筒等小型充电产品中替代充电电池。 5、电动玩具电动机、语音、电动玩具电动机、语音IC、LED发光器等小功率发光器等小功率 电器的驱动电源。电器的驱动电源。 6.电动汽车电动汽车 快速启动快速启动 7.电力系统电力系统 电网改造电网改造 户外开关户外开关 8.风力发电风力发电 海上风机海上风机 超级电容器储能超级电容器储能 优缺陷优缺陷 优点优点 在很小的体积下到达法拉级的电容在很小的体积下到达法拉级的电容 量；无须特别的充电电路和控制放电电量；无须特别的充电电路和控制放电电