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儲能系統(tǒng)有哪些分類?各種儲能系統(tǒng)的優(yōu)缺點有哪些?
2023年儲能行業(yè)依然保持高速增長,行業(yè)內(nèi)企業(yè)生意火爆!
儲能系統(tǒng)包括能量和物質(zhì)的輸入和輸出、能量的轉(zhuǎn)換和儲存設(shè)備。儲能系統(tǒng)往往涉及多種能量、多種設(shè)備、多種物質(zhì)、多個過程,是隨時間變化的復雜能量系統(tǒng),需要多項指標來描述它的性能。儲能系統(tǒng)有哪些分類?各種系統(tǒng)的優(yōu)缺點有哪些?鄭州獵頭公司(玨佳獵頭)就來聊聊儲能系統(tǒng)的優(yōu)缺點。
一、儲能系統(tǒng)的分類有哪些?
在對儲能過程進行分析時,為了確定研究對象而劃出的部分物體或空間范圍,稱為儲能系統(tǒng)。目前現(xiàn)有的儲能系統(tǒng)主要分為五類:機械儲能、電氣儲能、電化學儲能、熱儲能和化學儲能。
二、各種儲能系統(tǒng)的優(yōu)缺點
1、機械儲能:主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等。
(1)抽水蓄能:是將電網(wǎng)低谷時利用過剩電力作為液態(tài)能量媒體的水從地勢低的水庫抽到地勢高的水庫,電網(wǎng)峰荷時高地勢水庫中的水回流到下水庫推動水輪機發(fā)電機發(fā)電,效率一般為75%左右,俗稱進4出3,具有日調(diào)節(jié)能力,用于調(diào)峰和備用。不足之處:選址困難,極其依賴地勢;投資周期較大,損耗較高,包括抽蓄損耗+線路損耗。
(2)壓縮空氣儲能:是利用電力系統(tǒng)負荷低谷時的剩余電量,由電動機帶動空氣壓縮機,將空氣壓入作為儲氣室的密閉大容量地下洞穴,當系統(tǒng)發(fā)電量不足時,將壓縮空氣經(jīng)換熱器與油或天然氣混合燃燒,導入燃氣輪機作功發(fā)電。壓縮空氣儲也有調(diào)峰功能,適合用于大規(guī)模風場,因為風能產(chǎn)生的機械功可以直接驅(qū)動壓縮機旋轉(zhuǎn),減少了中間轉(zhuǎn)換成電的環(huán)節(jié),從而提高效率。不足之處:效率較低。
(3)飛輪儲能:是利用高速旋轉(zhuǎn)的飛輪將能量以動能的形式儲存起來。需要能量時,飛輪減速運行,將存儲的能量釋放出來。不足之處:能量密度不夠高、自放電率高,如停止充電,能量在幾到幾十個小時內(nèi)就會自行耗盡。
2、電氣儲能:主要包括包括超級電容器儲能、超導儲能。
(1)超級電容器儲能:是用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的電容量。充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保。不足之處:和電池相比,其能量密度導致同等重量下儲能量相對較低,直接導致的就是續(xù)航能力差,依賴于新材料的誕生,比如石墨烯。
(2)超導儲能:是利用超導體的電阻為零特性制成的儲存電能的裝置。超導儲能系統(tǒng)大致包括超導線圈、低溫系統(tǒng)、功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)4大部分。不足之處:超導儲能的成本很高(材料和低溫制冷系統(tǒng)),使得它的應(yīng)用受到很大限制。可靠性和經(jīng)濟性的制約,商業(yè)化應(yīng)用還比較遠。
3、電化學儲能:主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池等。
(1)鉛酸電池:是一種電極主要由鉛及其氧化物制成,電解液是硫酸溶液的蓄電池。應(yīng)用廣泛,循環(huán)壽命可達1000次左右,效率能達到80%-90%,性價比高;不足之處:如果深度、快速大功率放電時,可用容量會下降。
(2)鋰離子電池:是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。循環(huán)次數(shù)可達5000次或更多,響應(yīng)快速,是電池中能量最高的實用性電池;不足之處:存在價格高(4元/wh)、過充導致發(fā)熱、燃燒等安全性問題,需要進行充電保護。
(3)鈉硫電池:是一種以金屬鈉為負極、硫為正極、陶瓷管為電解質(zhì)隔膜的二次電池。循環(huán)周期可達到4500次,放電時間6-7小時,周期往返效率75%,能量密度高,響應(yīng)時間快。不足之處:因為使用液態(tài)鈉,運行于高溫下,容易燃燒。
(4)液流電池:利用正負極電解液分開,各自循環(huán)的一種高性能蓄電池??梢詢Υ骈L達數(shù)小時至數(shù)天的能量,容量可達MW級;不足之處:電池體積太大;電池對環(huán)境溫度要求太高;價格貴、系統(tǒng)復雜。
4、熱儲能
熱儲能系統(tǒng)中,熱能被儲存在隔熱容器的媒介中,需要的時候轉(zhuǎn)化回電能,也可直接利用而不再轉(zhuǎn)化回電能。熱儲能又分為顯熱儲能和潛熱儲能。熱儲能儲存的熱量可以很大,所以可利用在可再生能源發(fā)電上。不足之處:熱儲能要各種高溫化學熱工質(zhì),用用場合比較受限。
5、化學類儲能
利用氫或合成天然氣作為二次能源的載體,利用多余的電制氫,可以直接用氫作為能量的載體,也可以將其與二氧化碳反應(yīng)成為合成天然氣(甲烷),氫或者合成天然氣除了可用于發(fā)電外,還有其他利用方式如交通等。不足之處:全周期效率較低,制氫效率僅40%,合成天然氣的效率不到35%。