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储能全景图解析

储能全景图解析 华若汀电能先锋
2025-07-23
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导读:储能技术是现代能源系统中不可或缺的一部分,其核心功能是将多余的能量储存起来,并在需要时释放,以确保能源供应的稳


储能技术是现代能源系统中不可或缺的一部分,其核心功能是将多余的能量储存起来,并在需要时释放,以确保能源供应的稳定性和高效性。根据不同的分类标准,储能技术可以分为多种类型,每种类型都有其独特的工作原理和应用场景


储能的分类

机械储能


抽水蓄能



电网低谷时利用过剩电力将作为液态能量媒体的水从低标高的水库抽到高标高的水库,电网峰荷时高标高水库中的水回流到下水库推动水轮机发电机发电。属于大规模、集中式能量储存,技术相当成熟,可用电网的能量管理和调峰


飞轮储能



在一个飞轮储能系统中,电能用于将一个放在真空外壳内的转子即一个大质量的由固体材料制成的圆柱体加速(达几万转/分钟),从而将电能以动能形式储存起来(利用大转轮所储存的惯性能量)。多用于工业和 UPS 中,适用于配电系统运行,以进行频率调节,可维持小系统的短时间频率稳定,保证电能质量(供电中断、电压波动等)。


压缩空气储能



空气作为能量的载体,大型的压缩空气储能利用过剩电力将空气压缩并储存在一个地下的结构(如地下洞穴),当需要时再将压缩空气与天然气混合,燃烧膨胀以推动燃气轮机发电。有调峰功能,因为风能产生的机械功可以直接驱动压缩机旋转,减少了转换成电的环节,适合用于大规模


电器类储能


超级电容储能



根据电化学双电层理论研制而成的,又称双电层电容器,两电荷层的距离非常小(一般 0.5mm 以下),采用特殊电极结构,使电极表面积成万倍的增加,从而产生极大的电容量。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



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。适合用于提高电能质量,增加系统阻尼,改善系统稳定性能。但是价格昂贵、维护复杂,在电网中应用很少,大多是试验性的


电化学类储能


锂离子电池



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成。充电时,Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,放电时则相反。能量密度和功率密度都较高,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。


铅酸电池 


是世界上应用最广泛的电池之一,阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中,两极间会产生 2V 的电势常用于电力系统的事故电源或备用电源,以往大多数独立型光伏发电系统配备此类电池。目前有逐渐被其


钠硫电池


阳极由液态的硫组成,阴极由液态的钠组成,中间隔有陶瓷材料的贝塔铝管,电池的运行温度需保持在 300℃以上,以使电极处于熔融状态。

在日/德/美等国已建有约 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,但电池价格较高。


全钒液流电池


能量储存在溶解于液态电解质的电活性物种中,而液态电解质储存在电池外部的罐中,用泵将储存在罐中的电解质打入电池堆栈,通过电极和薄膜进行能量转换。电池的功率和能量不相关,储存的能量取决于储存罐的大小,可以储存长达数小时至数天的能量,适合于应用在电力系统中


热储能 显热/潜热储存


热能被储存在隔热容器的媒质中,可以被转化回电能或直接利用。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


化学类储能 氢储能


利用待弃掉的风电通过电解水获得氢,可直接用氢作为能量的载体,或将氢与二氧化碳反应成为合成天然气作为另一种二次能量载体,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,氢和合成天然气为分布式发电提供了充足燃料


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