储能电池分类.pdf

《储能电池分类.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、1.储能技术与原理分析储能技术有物理储能、电磁储能、电化学储能和相变储能等4类。物理储能主要有飞轮储能、抽水蓄能和压缩空气储能方式；电磁储能主要有超导储能方式；电化学储能主要有蓄电池储能、超级电容器储能；相变储能主要有冰蓄冷储能等。1.1.物理储能1.2.电磁储能1.3.电化学储能1.4.相变储能1.1物理储能：指在不改变物质组成成分的前提下，将一种能量转换成另外一种能量储存起来，在需要的时候再将储存的能量释放出来。根据工作原理的不同可以分成飞轮储能、抽水储能和压缩空气储能。1.1.1飞轮储能：1

2、.1.1.1工作原理：飞轮储能系统由高速飞轮、轴承支撑系统、电动机、发电机、功率变换器、电子控制系统和真空泵、紧急备用轴承等附加设备组成。谷值负荷时，飞轮储能系统由工频电网提供电能，带动飞轮高速旋转，以动能的形式储存能量，完成电能到机械能的转换；出现峰值负荷时，高速旋转的飞轮作为原动机拖动电机发电，经功率变换器输出电流和电压，完成机械能到电能的转换。1.1.1.2优势：飞轮储能具有使用寿命长、储能密度高、不受充放电次数限制、安装维护方便、对环境危害小，充放电快捷，能量密度大等优点。飞轮储能功率密度

3、大于5kW/kg，能量密度超过20Wh/kg，效率在90%以上，循环使用寿命长达20年，工作温区为40℃~50℃，噪声小，无污染，维护简单，可连续工作，积木式组合后可以实现兆瓦级，输出持续时间较长，主要用于不间断电源（UPS）、应急电源（EPS）、电网调峰和频率控制。1.1.1.3局限性：飞轮储能需要电能的持续输入，以维持转子的转速恒定。一旦断电，飞轮储能通常只能维持一两分钟。这也就是说，飞轮储能优势不在于时间的长短，而是充放的快捷。1.1.2抽水储能：1.1.2.1工作原理：抽水储能需要一定的地

4、理条件，主要有两个作用：一个是日调峰作用，就是在用电低谷时用电网的电抽水，将电能转换成水的势能，到用电高峰时用水发电供应电网，缓解用电高峰时发电厂的压力。二是年调节作用，即在丰水季节电能过剩时用电把水抽到高位水库，到枯水季节时再放水发电，供应电网。1.1.2.2优势：抽水储能目前技术成熟，容量大，是一种可靠的储能方式。1.1.2.3局限性：受地理位置影响较大，工期巨大，效率不高，且影响生态坏境，需要可靠安全系统保证。1.1.3压缩空气储能：1.1.3.1压缩空气储能电站（CAES）是一种用来调峰的

5、燃气轮机发电厂，主要利用电网负荷低谷时的剩余电力压缩空气，并将其储藏在典型压力7.5MPa的高压密封设施内，在用电高峰释放出来驱动燃气轮机发电。在燃气轮机发电过程中，燃料的2/3用于空气压缩，其燃料消耗可以减少1/3，所消耗的燃气要比常规燃气轮机少40%，同时可以降低投资费用、减少排放。1.1.3.2优势：压缩空气储能电站建设投资和发电成本均低于抽水储能电站，储气库漏气开裂可能性极小，安全系数高，寿命长，可以冷启动、黑启动，响应速度快，效率高，主要用于峰谷电能回收调节、平衡负荷、频率调制、分布式储

6、能和发电系统备用。1.1.3.3局限性：其能量密度低，并受岩层等地形条件的限制，需要占用大面积土地，且工程费用较高。1.2电磁储能：1.2.1电磁储能原理：SMES(SuperConductorMagneticsEnergySystem)利用超导线制成的线圈将电网供电励磁所产生的磁场能量储存起来，在需要时再将此储存量送回至电网或其他作用。即利用超导物质在一定温度下达到超导状态即电阻为0欧姆的特性。在超导线圈充电之后，超导线圈中形成短路状态，由于这一闭合回路中的电流不会减少而形成永久磁通，所以电流的

7、能量就以永久磁通的形成储存起来了。7831.2.2优势:在整个闭合回路中没有直流阻抗，所以能量可以无损耗的保留下来;储能密度高达(10-10)J/m,响应速度快(ms级)，转换效率高(>=96%),比容量(1-10Wh/kg)和比功率(104-105KWh/kg)大等优点。1.2.3局限性：与其他储能方式相比，超导电磁储能造价昂贵，除超导物质本身价格偏高外，而且因维持系统温度导致维修频率提高所产生的费用也是颇高。1.3电化学储能：电化学储能原理：通过发生化学反应来储存或者释放电能量的过程即为化学储

8、能。化学储能的实质就是化学物质发生化学反应，且反应是可逆的。根据化学物质的不同可以分为钠硫电池、全钒液流电池、铅酸电池、锂离子电池和镍氢电池等。1.3.5镍氢电池：1.3.5.1技术发展历程：镍氢电池的诞生应该归功于储氢合金的发现。早在20世纪六十年代末，人们就发现了一种新型功能材料储氢合金，储氢合金在一定的温度和压力条件下可吸放大量的氢，因此被人们形象地称为“吸氢海绵”。储氢合金的主要来源是稀土，而中国的稀土资源占世界总储量的70％以上，发展镍氢电池具有得天独厚的优势。因此中国镍