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储能技术方法

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人气:-发表时间:2021-06-08 13:32【

  储能主要包括热能、动能、电能、电磁能、化学能等能量的存储,储能技术方法见表1.5。储能技术的研究、开发与应用主要是以储存热能、电能为主,广泛应用于太阳能利用、电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收以及工业与民用建筑和空调的节能等领域。

  (1)热能存储技术

  热能存储就是把一个时期内暂时不需要的多余热量通过某种方法储存起来,等到需要时再提取使用。包括显热储能技术、潜热储能技术、化学反应热储能技术三种,三种热能存储的比较见表1.6。

  显热储能技术是通过加热储能介质提高其温度,而将热能储存其中。常用的显热储能材料有水、土壤和岩石等。在温度变化相同的条件下,如果不考虑热损失,那么单位体积的储热量水最大,土壤其次,岩石最小。世界上已有不少国家都对这些储热材料进行了试验和应用。就目前来说,这是一种技术比较成熟、效率比较高、成本又比较低的储能方法。

  潜热储能技术是利用储能介质液相与固相之间的相变时产生的熔解热将热能储存起来的。实际应用的潜热储能介质,有十水硫酸钠(化学式是Na2S04·10H20)、五水硫代硫酸钠(化学式是Na2S04·5H20)和六水氯化钙(化学式是CaCl2·6H20)等。该技术的特点是在低温下储能,具有较高的储能量密度,可在一定的相变温度下取出热量,但是储能媒介物价格昂贵,容易腐蚀,有的介质还可能产生分解反应,储存装置也较显热型复杂,技术难度较大。

  化学能存储技术利用能量将化学物质分解后分别储存能量,分解后的物质再化合时,即可放出储存的热能。可以利用可逆分解反应、有机可逆反应和氢化物化学反应三种技术实现,其中氢化物化学反应技术是最有发展潜力的,国内外都正在进行深入的研究,如果能够取得突破性的成功,就将为解决能源短缺的问题提供良好的途径。

  (2)电能存储技术

  工业上已应用的电能存储技术主要有三种,分别为水力储能技术、压缩空气储能技术、飞轮储能技术。水力储能技术是最古老的、技术最成熟的、设备容量最大的商业化技术,全世界已有约500座水力储能电站,其中容量超过1000MW的有35座。水力储能系统一般有两个大的储水库,一个处于较低位置,另外一个则位于较高的提升位置。在用电低峰期,将水从位置较低的水库送到位置高的储水库中去储存起来。当需要电能时,可以借助高位水库水流的势能推动水能机发电。

  压缩空气储能是在用电低峰期将空气加压输送到地下盐矿、废弃的石矿、地下储水层等。当用电负荷较大时,压缩空气就可与燃料燃烧,产生高温、高压燃气,驱动燃气轮机做功产生电能。应用的机组设备容量已达到几百兆瓦。如装机容量为290MW的德国芬道尔夫电站1980年就已投入使用。

  飞轮储能发电技术是一种新型技术,它与电力网连接实现电能的转换。飞轮储能发电系统,该系统主要由电机、飞轮、电力电子变换器等设备组成。飞轮储能的基本原理就是在电力富裕条件下,将电力系统中的电能转换成飞轮运动的动能。而当电力系统电能不足时,再将飞轮运动的动能转换成电能,供电力用户使用。与其他储能技术相比,飞轮储能技术具有效率高(80%~90%)、成本低、无污染、储能迅速、技术可靠等优点,受到日本、美国、德国研究工作者的关注。如日本冲绳电力公司开发了210MJ的飞轮储能系统;德国1996年研制了储能5MW·h/100MW·h的超导磁悬浮储能飞轮储能电站,系统效率达96%。


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