1、抽水儲(chǔ)能
抽水蓄能是一種大規(guī)模電力儲(chǔ)能形式,須借助上下游水庫(kù)的水動(dòng)能實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)。負(fù)荷低谷期間下游電動(dòng)機(jī)運(yùn)作,將下游水庫(kù)水資源調(diào)到上游水庫(kù)保存;負(fù)荷高峰期,借助上游水庫(kù)的水能進(jìn)行發(fā)電。該項(xiàng)技術(shù)滲漏小、發(fā)電容量大,持續(xù)放電時(shí)間不低于8h,大型水庫(kù)可持續(xù)放電多天,綜合效率在80%左右,在電力系統(tǒng) 調(diào)峰、備用電源場(chǎng)合十分適用;但對(duì)地理?xiàng)l件有嚴(yán)格 要求。主要應(yīng)用于調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相等長(zhǎng)時(shí)間放電的場(chǎng)景。
2、壓縮空氣儲(chǔ)能
壓縮空氣儲(chǔ)能是通過(guò)壓縮空氣的方法實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。在實(shí)際應(yīng)用中,在用電低谷期或非高峰期,使用電能壓縮空氣,增加空氣勢(shì)能,并將壓縮空氣存儲(chǔ)到容器當(dāng)中,如果需要補(bǔ)充電能,可通過(guò)加熱壓縮空氣使其膨脹,動(dòng)能傳遞給汽輪發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)發(fā)電。壓縮空氣技術(shù)具有安全、壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì),在分布式儲(chǔ)能、負(fù)載平衡等領(lǐng)域較為適用。其中,地下壓縮空氣儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性最好,蓄能量可達(dá)40 MW 以上,持續(xù)發(fā)電時(shí)間不低于8 h,但選址難度大;而地上CAES蓄能量相對(duì)小很多,持續(xù)發(fā)電在3h左右,建設(shè)費(fèi) 用高,但選址更容易。
3、飛輪儲(chǔ)能
飛輪儲(chǔ)能是借助了飛輪旋轉(zhuǎn)發(fā)電原理,通過(guò)電能作用于飛輪,將電能轉(zhuǎn)化為飛輪的機(jī)械能,如果需要釋放電能,則飛輪機(jī)械能帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)發(fā)電。該技術(shù)具有使用時(shí)間長(zhǎng)、技術(shù)成熟、無(wú)須廢物、功率高等特點(diǎn)。但也存在能量密度低、成本高等問(wèn)題,不適用于大規(guī)模電網(wǎng)儲(chǔ)能。應(yīng)用場(chǎng)景包括UPS 電源、機(jī)車動(dòng)力回收及電力系統(tǒng)一次調(diào)頻。
4、超導(dǎo)磁儲(chǔ)能
超導(dǎo)磁儲(chǔ)能主要是采用零電阻的超導(dǎo)磁材料制作成線圈,形成大型、無(wú)阻的電感,通電之后線圈會(huì)生成磁場(chǎng),是電能轉(zhuǎn)化為磁能的過(guò)程。該項(xiàng)技術(shù)具有轉(zhuǎn)化效率高、設(shè)備集成度高、控制性強(qiáng)、快速響應(yīng)等優(yōu)勢(shì),在大容量能量交換與功率補(bǔ)償能夠得到有效應(yīng)用,有助于提升電力系統(tǒng)供電穩(wěn)定性、平衡電荷,在新能源并網(wǎng)領(lǐng)域也有很大的發(fā)展空間。
5、重力儲(chǔ)能
重力儲(chǔ)能是一種機(jī)械儲(chǔ)能方式,其主要原理是利用新能源產(chǎn)生的富余電能提升重力塊進(jìn)行“充電”,等到用電高峰時(shí),再放下重力塊,用重力做功“放電”,從而為電網(wǎng)提供電力。發(fā)電循環(huán)壽命長(zhǎng)、成本低,且無(wú)自放電問(wèn)題。作為目前尚未成熟的技術(shù),限于技術(shù)的制約,目前已落地的重力儲(chǔ)能項(xiàng)目最大功率為100MW。
6、鋰電池儲(chǔ)能
鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作原理是利用鋰離子在正負(fù)極之間的遷移來(lái)實(shí)現(xiàn)電荷和放電的過(guò)程,以實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存和釋放。
當(dāng)鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)存電能時(shí),外部電源通過(guò)變流升壓設(shè)備將電能輸送到鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中,電能被轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。當(dāng)需要使用電能時(shí),鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)會(huì)將儲(chǔ)存的電能轉(zhuǎn)換為直流電輸出,通過(guò)逆變器等設(shè)備,供電給外部負(fù)載。
鋰電池經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,價(jià)格逐步下降,而且采用模塊化的設(shè)計(jì)方案,集裝箱型集成方案適用于各種應(yīng)用環(huán)境。包括電力儲(chǔ)能、家用儲(chǔ)能、應(yīng)急電源車、固定電站、可再生能源并網(wǎng)、用戶側(cè)、電網(wǎng)側(cè)以及輔助服務(wù)等。
7、鈉電池儲(chǔ)能
鈉離子電池儲(chǔ)能的結(jié)構(gòu)及工作原理與鋰離子電池相同,由于鈉資源儲(chǔ)量豐富,成本低廉,足以支撐電化學(xué)儲(chǔ)能的持續(xù)發(fā)展。且與鋰電池原理相似,生產(chǎn)設(shè)備大多兼容,短期或長(zhǎng)期設(shè)備和工藝投入少,利于成本控制。在大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域可充分發(fā)揮其低成本的優(yōu)勢(shì),同時(shí),在例如調(diào)頻、啟動(dòng)電源等應(yīng)用領(lǐng)域,鈉離子電池的大倍率充放特性可以很好地支撐系統(tǒng)運(yùn)行。(工作示意圖與鋰電池類似)
8、液流儲(chǔ)能
液流電池主要由電堆和兩個(gè)電解液儲(chǔ)罐構(gòu)成,液流電池通過(guò)正、負(fù)極電解質(zhì)溶液活性物質(zhì)發(fā)生可逆氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)前商業(yè)應(yīng)用較多的為全釩液流電池,該電池具有安全性高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、方便擴(kuò)容等優(yōu)點(diǎn)。但是全釩液流電池因?yàn)檠h(huán)泵的存在而增加了能耗和故障率,而且電解液在低溫情況下有釩晶體析出的情況,其整體造價(jià)約為磷酸鐵鋰電池的3-4 倍。基于以上原因,限制了全釩液流電池的發(fā)展。根據(jù) CNESA 數(shù)據(jù)顯示,液流電池在新型儲(chǔ)能領(lǐng)域占比不到1%。
9、氫儲(chǔ)能
氫儲(chǔ)能技術(shù)是利用電力和氫能的互變性而發(fā)展起來(lái)的。氫儲(chǔ)能既可以儲(chǔ)電,又可以儲(chǔ)氫及其衍生物(如氨、甲醇)。其是基于“電 ? 氫 ? 電”的轉(zhuǎn)換過(guò)程,利用富余的新能源電能進(jìn)行電解水制氫,儲(chǔ)存起來(lái)或供下游產(chǎn)業(yè)使用;在用電高峰期時(shí),儲(chǔ)存起來(lái)的氫能可利用燃料電池進(jìn)行發(fā)電并入公共電網(wǎng)。氫作為儲(chǔ)能可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長(zhǎng)周期、跨季節(jié)存儲(chǔ),將在新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。
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原文標(biāo)題:不同新型儲(chǔ)能類型原理介紹
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