电能的存储方式主要有哪几种?

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电能的存储方式主要可分为机械储能、电磁储能、电化学储能和相变储能等。机械储能主要有抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等;电磁储能包括超导磁储能和超级电容器储能等;电化学储能主要有铅酸蓄电池、钠硫电池、液流电池和锂离子电池储能;相变储能包括冰蓄冷储能、热电相变蓄热储能等。

  目前,大规模储能技术应用水平与电力系统的巨大需求之间还存在较大差距。适合新能源接入应用的储能技术主要是抽水蓄能、压缩空气储能和电化学储能。抽水蓄能技术相对成熟,而其他储能技术还处于试验示范阶段甚至初期研究阶段,其中钠硫电池、液流电池、锂离子电池等新型电化学储能技术水平进步较快,具有巨大的发展潜力和广泛的应用前景。

  机械储能、电磁储能、电化学储能技术的特点和应用场合见表3-2。

  表3-2各种储能技术的特点和应用场合

  种类典型额定功率

  (kW)额定功率

  下的放电

  时间特点应用场合

  机械储能抽水

  蓄能100000~

  20000004~10小时适于大规模储能,技术成熟;响应慢,受地理条件限制调峰、日负荷调节,频率控制,系统备用

  压缩

  空气

  储能10000~

  3000001~20小时适于大规模储能;响应慢,受地理条件限制调峰、调频,系统备用,平滑可再生能源功率波动

  飞轮

  储能5~100001~1800s寿命长,比功率高,无污染;成本高调峰、频率控制、不间断电源、电能质量控制

  电磁储能超导

  磁储能10~500002~300s响应快,比功率高;低温条件,成本高输配电稳定、抑制振荡

  超级

  电容器

  储能10~10001~30s响应快,比功率高;成本高,比能量低电能质量控制

  电化学储能铅酸

  电池几千瓦至

  几万千瓦几分钟至

  几小时技术成熟,成本低;寿命短,存在环保问题备用电源、黑启动

  液流

  电池5~1000001~20小时寿命长,可深度放电,便于组合,环保性能好;储能密度稍低备用电源、能量管理、平滑可再生能源功率波动

  钠硫

  电池100~

  100000数小时比能量与比功率高;高温条件、运行安全问题有待改进电能质量控制、备用电源、平滑可再生能源功率波动

  锂离子

  电池几千瓦至

  几万千瓦几分钟至

  几小时比能量高,循环特性好;成组寿命有待提高,安全问题有待改进电能质量控制、备用电源、平滑可再生能源功率波动

  相变储能:利用材料在相变时吸热或放热来储能或释能。它的核心和基础是相变储能材料,简称相变材料(PhaseChangeMaterials,PCM)。相变储能材料是指在一定的温度范围内,利用材料本身相态或结构变化,向环境自动吸收或释放潜热,从而实现调控环境温度的一类物质。具体相变过程为:当环境温度高于相变温度时,材料吸收并储存热量,以降低环境温度;当环境温度低于相变温度时,材料释放储存的热量,以提高环境温度。


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