
目前,抽水蓄能机组在一个国家总装机容量中所占比重的世界平均水平为3%左右。截至2012年底,全世界储能装置总容量为128gw,其中抽水蓄能为127gw,占99%。截至2012年年底,我国共有抽水蓄能电站34座,其中,投运26座,投运容量2064.5万千瓦约占全国总装机容量11.4亿千瓦的1.8% 。(另在建8座,在建容量894万千瓦)
飞轮储能多用于工业和ups中,适用于配电系统运行,以进行频率调节, 可用作一个不带蓄电池的 ups,当供电电源故障时,快速转移电源,维持小系统的短时间频率稳定,以保证电能质量 (供电中断、电压波动等)。
以往开发的是一种非绝热(diabatic)的压缩空气储能技术。空气在压缩时所释放的热,并没有储存起来,通过冷却消散了,而压缩的空气在进入透平前还需要再加热。因此全过程效率较低,通常低于50%。
至今, 只有德国和美国有投运的压缩空气储能站。德国 hundorf 站于1978年投运, 压缩功率60mw,发电功率290mw(后经改造提高到321mw), 压缩时间/发电时间=4,2小时连续运行,启动过上万次,启动可靠率达97%。此外,德国正在建造绝热型压缩空气储能电站,尚未投运美国mcintosh, alabama阿拉巴马州, 1991年投运, 110mw,压缩时间/发电时间=1.6,如连续输出 100mw 可维持26小时,曾因地质不稳定而发生过坍塌事故。此外,美国正在建设几座大型的压缩空气储能电站,尚未投运。
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。
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。
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)。
铅酸电池是世界上应用最广泛的电池之一。铅酸电池内的阳极(pbo2)及阴极(pb)浸到电解液(稀硫酸)中,两极间会产生2v的电势,这就是铅酸电池的原理。经由充放电,则阴阳极及电解液即会发生如下的变化:
锂离子电池实际上是一个锂离子浓差电池,正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构。充电时,li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,此时负极处于富锂态,正极处于贫锂态;放电时则相反,li+从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极,正极处于富锂态,负极处于贫锂态。
由于锂离子电池在电动汽车、计算机、手机等便携式和移动设备上的应用,所以它目前几乎已成为世界上应用最为广泛的电池。锂离子电池的能量密度和功率密度都较高,这是它能得到广泛应用和关注的主要原因。它的技术发展很快,近年来,大规模生产和多场合应用使其价格急速下降,因而在电力系统中的应用也越来越多。锂离子电池技术仍然在不断地开发中,目前的研究集中在进一步提高它的使用寿命和安全性,降低成本、以及新的正、负极材料的开发上。
日本的ngk公司是世界上唯一能制造出高性能的钠硫电池的厂家。目前采用50kw的模块,可由多个50kw的模块组成mw级的大容量的电池组件。在日本、德国、法国、美国等地已建有约200多处此类储能电站,主要用于负荷调平、移峰、改善电能质量和可再生能源发电,电池价格仍然较高。
热储能有许多不同的技术,可进一步分为显热储存(sensible heat storage)和潜热储存(latent heat storage)等。显热储存方式中,用于储热的媒质可以是液态的水,热水可直接使用,也可用于房间的取暖等,运行中热水的温度是有变化的。而潜热储存是通过相变材料( phase change materials, pcms)来完成的,该相变材料即为储存热能的媒质。
由于热储能储存的热量可以很大,所以在可再生能源发电的利用上会有一定的作用。熔融盐常常作为一种相变材料,用于集热式太阳能热发电站中。此外,还有许多其他种类的储热技术正在开发中,它们有许多不同的作用。
将氢与二氧化碳合成为甲烷的过程也被称作为p2g技术(power to gas)。 德国热衷于推动此项技术,已有示范项目在德国投入运行。以天然气为燃料的热电联产或冷、热、电联产系统已成为分布式发电和微电网的重要组成部分,在智能配电网中发挥着重要的作用,氢和合成天然气为分布式发电提供了充足的燃料。
储能技术种类繁多,星空体育集团股份有限公司他们的特点各异。实际应用时,要根据各种储能技术的特点以及对优缺点进行综合比较来选择适当的技术。供选择的主要特征包括:①能量密度 (kwh or mwh);②功率密度 (kw or mw);③响应时间(-ms, -s, -minute);④储能效率 (充放电效率);⑤设备寿命 (年)或充放电次数;⑥技术成熟度;⑦经济因素 (投资成本、运行和维护费用);⑧安全和环境方面的考虑。
上述放电时间短的,常常是功率型的,一般可用作ups和提高电能质量。中等放电时间的,可用于电源转接。较长或特长时间的,一般是能量型的,可用于系统的能量管理。目前应用最广泛的大型抽水蓄能可以解决天级的储能要求,要满足周和月级的储能需求要依靠其他种类储能手段,如氢和合成天然气。
