Каковы направления развития и перспективы технологий хранения энергии?

Развитие технологий накопления энергии является гарантией развития чистой энергии и ключом к безопасной и экономичной работе энергосистемы. Технология накопления энергии может увеличить накопление энергии в электроэнергетической системе, делая «жесткую» энергосистему сбалансированной в реальном времени. мощность более "гибкая", особенно замедляет крупномасштабную волатильность энергосистемы чистой энергии, чтобы повысить безопасность работы электросети, экономию и гибкость. Технология хранения энергии обычно делится на хранение тепловой энергии и хранение электроэнергии, применение глобального энергия Интернет - это в основном хранение электроэнергии в будущем.

Технология накопления электрической энергии в основном делится на три категории: накопление физической энергии, накопление электрохимической энергии и накопление электромагнитной энергии.

Хранение физической энергии

Аккумуляторные аккумуляторы являются одними из наиболее зрелых технологий аккумулирования энергии, их стоимость низкая, реализовано крупномасштабное применение. Мировые аккумуляторы с общей установленной мощностью более 100 миллионов киловатт. Япония, США и Китай имеют самые большие установки в тройке лидеров. Мир богат гидроэнергетическими ресурсами, и за счет рационального использования местности можно построить гидроаккумулирующие установки большой емкости, чтобы лучше гарантировать безопасность сети электроснабжения.

Хранение энергии сжатым воздухом - это использование разряженной батареи системы питания, приводного воздушного компрессора, давления воздуха в камере хранения газа большой емкости, сжатый воздух преобразуется в электрическую энергию, может храниться потенциальная энергия, когда емкость системы недостаточна, сжатый воздух смешанный с сжиганием нефти или природного газа, подтолкнуть выработку электроэнергии газовой турбиной, может удовлетворить потребности в нагрузке системы. Хранение энергии сжатым воздухом с большой емкостью, длительным сроком службы и экономичностью, но для выработки электроэнергии необходимо потреблять ископаемую энергию, загрязнение и выбросы углерода .

Электрохимический накопитель энергии

Электрохимическое накопление энергии - одна из передовых технологий накопления энергии. В последние годы такие технологии электрохимического накопления энергии, как натрий-серные батареи, жидкостные батареи и литий-ионные батареи, быстро развивались, обладали большим потенциалом развития и широкими перспективами применения, а также ожидается, что они возьмут на себя ведущую роль в переходе на стадию коммерческой разработки. В будущем для сокращения производственных и эксплуатационных затрат потребуются прорывы в материалах аккумуляторных батарей, технологиях производства, системной интеграции, эксплуатации и техническом обслуживании.

Свинцово-кислотная батарея имеет более чем 140-летнюю историю, развитую технологию, низкую стоимость, высокую безопасность, является наиболее зрелой технологией аккумулирования энергии, в настоящее время более половины рынка аккумуляторов, она в основном используется для электрических велосипедов. Свинцово-кислотные батареи имеют низкую плотность энергии, высокое качество и токсичные материалы, которые не подходят для хранения энергии в электросетях.

Плотность энергии натриево-серных батарей высока, проста в модульном производстве, транспортировке и установке, аварийный источник питания подходит для особых нагрузок.

Емкость жидкостных батарей, возможность вторичной переработки электролита, длительный срок службы, емкость и мощность могут быть спроектированы отдельно.

Литий-ионный аккумулятор представляет собой литий-ионное соединение в качестве анода, катода аккумуляторов для углеродных материалов. Цикл литиево-ионного аккумулятора превосходен, срок службы длительный, не содержит токсичных и вредных веществ, известный как зеленый аккумулятор. В настоящее время литий-ионный аккумулятор. Аккумуляторы широко используются в мобильных телефонах, ноутбуках, электромобилях и других областях, но стоимость одного цикла зарядки и разрядки более 1 юаня / кВтч, применяемая к энергосистеме и крупномасштабному хранению энергии, является недостаточной эффективностью.

Металлические воздушные батареи представляют собой металлическое топливо вместо традиционного топливного элемента в виде водородной энергии и нового типа топливного элемента с нетоксичным, экологически чистым, стабильным разрядным напряжением, большой плотностью энергии, малым внутренним сопротивлением, длительным сроком службы , цена относительно низкая, технологические требования многих преимуществ.Металлические воздушные батареи, богатые дешевым сырьем, могут быть переработаны, как ожидается, станут новым поколением экологически чистых аккумуляторов энергии

Хранение электромагнитной энергии

Суперконденсатор разработан и в восьмидесятых годах 20-го века с помощью компонентов накопления энергии электролита с электрохимической поляризацией, в процессе накопления энергии не происходит химической реакции, поскольку процесс накопления энергии является обратимым, суперконденсатор может повторяться зарядка и разрядка сотни тысяч раз .Высокая плотность мощности, время заряда и разряда суперконденсатора короткое, длительный срок службы, широкий диапазон рабочих температур, но емкость накопления энергии низкая, не подходит для сети массового хранения.

Сверхпроводящий накопитель магнитной энергии использует характеристики сопротивления сверхпроводника - это устройство накопления нулевой энергии, которое имеет большую мгновенную мощность, качество света, небольшой объем, отсутствие потерь, преимущества быстрого отклика, можно использовать для повышения стабильности энергосистемы, улучшение качества электропитания. Сверхпроводящие магнитные накопители энергии, но с низкой плотностью энергии, емкость ограничена и зависит от технологии сверхпроводящих материалов, перспективы на будущее неясны.

Направление и перспективы развития

Большой накопитель энергии может использоваться в глобальной энергетической нагрузке Интернета в долине. Накачиваемый накопитель, накопитель энергии сжатым воздухом, такой как большие и долговременные хранилища, могут использоваться для пикового снижения энергосистемы. много циклов, долгий срок службы, можно использовать для пополнения нагрузки на накопитель энергии в электросети. Водородный накопитель энергии может использоваться для хранения излишков энергии ветра и солнца для автомобилей, работающих на топливных элементах.

Большой тип накопителя энергии может использоваться для снижения крупномасштабных колебаний чистой энергии. Сверхконденсатор, сверхпроводящий магнитный накопитель энергии, тип накопителя энергии маховика, такой как натриево-серная батарея, оборудование для накопления энергии, в основном, связано с крупномасштабными возобновляемыми источниками энергии , мощность ветра, фотоэлектрическая энергия может быстро реагировать на плавные колебания возобновляемой энергии, чтобы обеспечить безопасность энергосистемы в режиме реального времени.

Для электромобилей можно использовать малую аккумуляторную батарею. Литиевая батарея, свинцово-кислотные батареи нового типа, воздушно-металлические батареи. Устройства для хранения энергии, такие как энергия и удельная мощность, выше, но идентичность батареи хуже, трудно сформировать большие. Аккумуляторная батарея емкостью не применяется к большой электростанции, в основном используемой для электромобилей. С продлением срока службы батареи и снижением стоимости аккумуляторная батарея может удовлетворить потребности крупномасштабного развития электромобилей. В будущем аккумуляторные батареи электромобилей будут подключены к глобальному энергетическому Интернету. Разумно устанавливая время зарядки, аккумулятор помогает электросети регулировать пиковое значение, чтобы реализовать зарядку с малой впадиной и пиковую разрядку.

Ключ к прогрессу технологий накопления энергии лежит в прорыве в технологии материалов. Ожидается, что благодаря постоянным инновациям и разработке новых материалов для аккумулирования энергии будут сделаны важные прорывы в продлении срока службы компонентов аккумуляторов, повышении плотности энергии, сокращении времени зарядки и снижении затрат.

Страница содержит содержимое машинного перевода.