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儲能有哪些類型,有哪些優缺點?

電能儲存有多少種類型?電能存儲的唯壹應用形式是超級電容器儲能和超導儲能。

1,超級電容儲能

根據電化學雙電層理論,也稱雙電層電容器。兩個電荷層之間的距離很小(壹般小於0.5毫米)。特殊的電極結構,使電極表面積增加壹萬倍,電容極大。

超級電容器儲能的發展已有50多年的歷史,近二十年來技術進步很快,其電容較傳統電容器大大增加,達到幾千法拉的量級,比功率密度可達傳統電容器的十倍。

超級電容儲能直接將電能儲存在電場中,無能量形式轉換,充放電時間快,適用於改善電能質量。由於其低能量密度,它適合與其他能量存儲裝置結合使用。

2.超導儲能

超導儲能系統由置於低溫容器(杜瓦瓶)中的超導材料制成的線圈、功率調節系統(PCS)和低溫制冷系統組成。

能量以在超導線圈中循環的DC電流的形式存儲在磁場中。

超導儲能適用於改善電能質量、增加系統阻尼、提高系統穩定性,尤其適用於抑制低頻功率振蕩。

但由於其成本高,維護復雜,雖然有商用的低溫和高溫超導儲能產品,但在電網中的應用很少,大部分是實驗性的。SMES在電力系統中的應用依賴於超導技術的發展(尤其是材料、低成本、制冷、電力電子等技術的發展)。

3.鉛酸電池

鉛酸電池是世界上應用最廣泛的電池之壹。鉛酸電池中的陽極(PbO2)和陰極(Pb)浸在電解液(稀硫酸)中,兩個電極之間會產生2V的電勢,這就是鉛酸電池的原理。

鉛酸蓄電池常用作電力系統的應急電源或備用電源。在過去,大多數獨立的光伏發電系統都配備了這種電池。目前有逐漸被其他電池(如鋰離子電池)取代的趨勢。

4.鋰離子電池

鋰離子電池實際上是壹種鋰離子濃縮電池,正負極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物組成。

充電時,Li+從正極脫出,通過電解液嵌入負極,此時負極處於富鋰狀態,正極處於貧鋰狀態;相反,Li+從負極脫嵌並通過電解質插入正極,正極處於富鋰狀態,負極處於貧鋰狀態。

鋰離子電池由於在電動車、電腦、手機等便攜移動設備上的應用,幾乎成為世界上應用最廣泛的電池。

鋰離子電池的高能量密度和功率密度是其能夠被廣泛應用和關註的主要原因。

其技術發展迅速。近年來,由於大規模生產和多場合應用,其價格迅速下降,因此在電力系統中得到越來越多的應用。

鋰離子電池技術仍在發展中,目前的研究重點是進壹步提高其使用壽命和安全性,降低成本,開發新的正負極材料。

5、鈉硫電池

鈉硫電池的陽極由液態硫組成,陰極由液態鈉組成,中間有陶瓷材料制成的β鋁管。電池的工作溫度應保持在300℃以上,使電極處於熔融狀態。

日本NGK公司是世界上唯壹能制造高性能鈉硫電池的制造商。目前使用的是50kW的模塊,壹個MW級的大容量電池組件可以由多個50kW的模塊組成。

日本、德國、法國、美國等地已建成200多座這樣的儲能電站,主要用於負荷均衡、移峰填谷、改善電能質量和可再生能源發電,電池價格仍然較高。

6、全釩液流電池

在液流電池中,能量儲存在溶解於液體電解質中的電活性物質中,並且液體電解質儲存在電池外部的槽中。儲存在槽中的電解液由泵抽到電池堆中,電能通過電極和薄膜轉化為化學能或化學能轉化為電能。

液流電池的系統很多,其中最受關註的是釩液流電池(VRFB)。

這種電池技術是由澳大利亞新南威爾士大學首先發明的,後來這項技術被轉移到了加拿大的VRB。

2010後被中國普能公司收購,中國普能公司的產品已在國內外部分試點項目中得到應用。

電池的功率和能量是無關的,儲存的能量取決於儲能罐的大小,因此可以儲存幾個小時到幾天的能量,容量也可以達到MW級別,適合在電力系統中應用。

儲能的優點和缺點:

在各種儲能系統中,鋰離子電池儲能是目前比較成熟的儲能方式。以橄欖石磷酸亞鐵鋰為活性物質的鋰離子二次電池具有能量密度高、制造成本低、使用壽命長等諸多優點。隨著電動汽車產業的推進,與磷酸鐵鋰電池相關的荷電狀態估計、電池集成技術、管理系統等方面得到了廣泛而深入的研究。但這些研究大多是在電動汽車的使用環境、運行工況和條件下進行的,其研究成果和結論並不完全適用於以大規模能量輸入/輸出為特征的電網儲能系統。

儲能的定義:

廣義上講,儲能就是能量儲存,是指將壹種能量形式以相同的形式儲存起來,或者通過某種介質或設備將其轉化為另壹種能量形式,並根據未來的應用需要,以特定的能量形式釋放出來的循環過程。

從狹義上講,對於電能的儲存,儲能是指利用化學或物理方法將產生的能量儲存起來,並在必要時釋放出來的壹系列技術和措施。

九種儲能電池技術的優缺點比較:

首先,鉛酸電池

主要優勢:

1,原料易得,價格相對較低;

2.良好的高倍率放電性能;

3、溫度性能好,可在-40~+60℃工作;

4.適合浮充,使用壽命長,無記憶效應;

5.廢電池容易回收,有利於環保。

主要缺點:

1,比能低,壹般30 ~ 40Wh/kg;

2、使用壽命不如Cd/Ni電池;

3、制造過程易汙染環境,且必須配備三廢處理設備。

二、鎳氫電池

主要優勢:

1.與鉛酸電池相比,能量密度大幅提升,重量能量密度65Wh/kg,體積能量密度提高200 wh/L;

2、功率密度高,可大電流充放電;

3.良好的低溫放電特性;

4.循環壽命(提高到1000次);

5、環保無汙染;

6.技術比鋰離子電池更成熟。

主要缺點:

1,正常工作溫度範圍-15~40℃,高溫性能差;

2、工作電壓低,工作電壓範圍為1.0 ~ 1.4V;

3.價格比鉛酸電池和鎳氫電池貴,但性能比鋰離子電池差。

三。鋰離子電池

主要優勢:

1,高比能;

2、電壓平臺高;

3、循環性能好;

4.無記憶效應;

5、環保,無汙染;目前是最有潛力的電動汽車動力電池之壹。

第四,超級電容器

主要優勢:

1,功率密度高;

2.充電時間短。

主要缺點:能量密度低,只有1-10Wh/kg,超級電容續航裏程太短,不能作為電動車的主流電源。

動詞 (verb的縮寫)燃料電池

主要優勢:

1,比能量高,汽車裏程長;

2、功率密度高,可大電流充放電;

3、環保,無汙染。

主要缺點:

1,系統復雜,技術成熟度差;

2.氫氣供應系統建設滯後;

3.對空氣中的二氧化硫有很高的要求。由於中國空氣汙染嚴重,燃料電池汽車在中國的壽命很短。

六、鈉硫電池

優勢:

1,高比能(理論760 wh/kg;實際390 wh/kg);

2.高功率(放電電流密度可達200 ~ 300ma/cm2);

3、充電速度快(30min充滿);

4.使用壽命長(15年;或者2500~4500倍);

5、無汙染,可循環利用(Na和S回收率近100%);6、無自放電現象,能量轉換率高;

不足:

1,工作溫度高,其工作溫度為300~350度,工作時電池需要壹定的加熱和絕緣,啟動較慢;

2、價格貴,10000元/度;

3.安全性差。

七、液流電池(釩電池)

優勢:

1,安全深度放電;

2、規模大,儲槽尺寸不限;

3、具有較大的充放電倍率;

4.使用壽命長,可靠性高;

5、無排放,噪音低;

6、快速充放電切換,僅需0.02秒;

7.選址不受地域限制。

缺點:

1,正負電解液交叉汙染;

2.壹些使用昂貴的離子交換膜;

3.兩種溶液體積大,比能低;

4.能量轉換效率不高。

八、鋰空氣電池

致命缺陷:固態反應的產物氧化鋰(Li2O)會在正極堆積,阻礙電解液與空氣的接觸,從而導致放電停止。科學家認為,鋰空氣電池的性能是鋰離子電池的10倍,可以提供和汽油壹樣的能量。鋰空氣電池從空氣中吸收氧氣來充電,所以可以更小更輕。全球很多實驗室都在研究這項技術,但如果沒有重大突破,可能需要10年才能實現商業化。

九、鋰硫電池(鋰硫電池是壹種極具發展前景的大容量儲能系統)

優勢:

1,能量密度高,理論能量密度可達2600 wh/kg;

2、原材料成本低;

3.能耗更少;

4.低毒性。

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