电能储存技术

1、自人类应用电力160多年来，电力极大地影响了我们的生活。但是，如何 方便经济地储存电力，仍然是困扰科学家的难题，目前人们还无法实现大规模的 储存电能，因此，电力的生产和消费几乎是同时发生的。由丁受环境影响因素较大，很少利用自然资源类型直接作为电能存储的媒介, 比如，太阳能，风能，海浪能，潮汐能，这些类型的能源也必须结合合适的电能 存储设备才能充分发挥调峰的功效。电能的存储设备通常需要将电能转化为其他类型的能量，在特定时间段内，将此种类型的能量再次反转为电能以用丁生产生活所需。用电峰谷差逐渐增大需求一；rr ' 电网发展面11临的挑战稳定性问题连续性问题（颁质景捋题需求一: 可再生能源

2、大规模发展19推动新能源大规模并网ftimQm。 w>«r« s储能在电网中的作用需求三：分布式 发电与智能电网 的建设储能技术是构建智能电网的重要环节安全可靠 经济高效 清洁环保 透明开放 友好互动1、削峰填谷2、备用电源3、平滑可再生能源输出4、电网调频3.电能存储系统储能技术的分类物理储能：抽水蓄能压缩空气储能飞轮储能电磁储能，超导储能 避坂电容储能 高密度电容惴能相变储能： 冰逐冷储能电化学储能： 钳酸、镣堕、谍 悟.锂商子、技流全球储能技术主要有化学储能（如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、锐镉电池、超级电容器等）物理储能（如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮 储能等

3、），、和电磁储能（如超导电磁储能等）三大类。目前技术进步最快的是化 学储能，其中钠硫、液流及锂离子电池技术在安全性、能量转换效率和经济 性等方面取得重大突破，产业化应用的条件日趋成熟。电池储能是运用电气化学原理，将电能转变为化学能，然后通过逆反应将化 学能转化为电能的一种技术。常规的电气化学元件是蓄电池。钠硫电池是美国福特公司丁 1967年首先发明公布的，至今才40年左右的历 史。电池通常是由正极、负极、电解质、隔膜和外壳等几部分组成。一般常规二 次电池如铅酸电池、镉锐电池等都是由固体电极和液体电解质构成， 而钠硫电池 则与之相反，它是由熔融液态电极和固体电解质组成的，构成其负极的活性物质是熔

4、融金届钠，正极的活性物质是硫和多硫化钠熔盐钠硫电池作为新型化学电源家族中的一个新成员出现后，已在世界上许多国家受到极大的重视和发展。但随着时间的推移表明，钠硫电池在移动场合下（如电动汽车）使用条件比较苛刻，无论从使用可提供的空间、电池本身的安全等方 面均有一定的局限性。所以在80年代末和90年代初开始，国外重点发展钠硫电 池作为固定场合下（如电站储能）应用，并越来越显示其优越性。物理储能中最成熟也是世界应用最普遍的是抽水蓄能， 主要用丁电力系统的 调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用等。其能量转换效率在70% 75%左右。目前世界范围内抽水蓄能电站总装机容量 9000万千瓦，约占全球发电装机A

5、国外：世界上抽水蓄能电站发展 最快、装机容量最多的是日本】其 次是美国、意大利、德国法国、 西班牙等，日本和美国抽水蓄能电 站总装机容量均已超过2000万千瓦O日本在建水电项目抽蒿占X。% ; 美国在建水电项目抽蓄占60% A我国：截至2009年底'投产23 座抽水蓄能电站，装机容量1454.5 万千瓦；在建12座，装机容量1114 万千瓦。拟建24座.装机容3668 万千瓦容量的3%它的原理是要把低水位的水泵至高水位的水库中， 将电能转换成水的势能储 存起来。待负荷尖峰出现时，再启动水轮发电机组向电网补充电能。可以说，一 定比例的抽水蓄能电站在电力系统中是必不可少的。抽水蓄能电站具有

6、两大特性：一、它既是发电厂，乂是用户，抽水储能是在 电能过剩的情作用是其他任何类型发电厂所没有的；二、启动迅速，运行灵活、 可靠，对负荷的急剧变化可做出快速反应，除调峰填谷外，还适合承担调频、调 相、事故备用等任务。抽水储能目前在世界各国得到了普遍采用。 但是这种储能 方式造价较高，建设周期较长，而且抽水储能电站的选址乂受到地形的限制， 建 设难度较大。以上是目前已经实现的一些电能存储方法， 一般是通过将电能转换成机械能 或是化学能的方式来储存它。然而就目前情况看 ，只有超导储能才是真正意义上的储存电能。科学家们发现，电流在超导中没有损耗，可以长时间的保持下去由丁超导储能储能效率比其他几种技术

7、要高， 还能够长时间的储存，而且是以直 接存电（不是将电能转换为其他形式的能量间接地存储起来）的方式来储存电能， 因此，超导储能会有很广阔的发展前景。据测算，如能在高温超导上取得突破， 从而采用大规模的超导材料储存电能，我国电能将能节约1/3以上。口对电网的架构、安全性和建设投资的影响发展方向口成本、系统效率、可靠性、社会和环境效应口可再生能源和多种储能系统联合技术的可行性 II 加快飞轮储能系统、超级电容器储能等技术的发展和工程应用 k 口可再生燃料电池技术尚不成熟,有待继续研究电能存储目的是产生经济和社会效益。随着可再生能源（风能、太阳能、燃料电池等）的日益普 及，以及电网调峰，提高电网可靠性和改善电能质量的迫切 需求.电力存储系统的重要性日益凸显，电力存储技术为实现电网可持续发展目标、解决电量供需 不平衡矛盾和提高供电可靠性等问题提供