鉛蓄電池儲能技術的發(fā)展
2011年09月28日 14:29 7429次瀏覽 來源: OFweek智能電網(wǎng) 分類: 鉛鋅資訊
全球儲能技術主要有物理儲能 (如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等)、化學儲能(如鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、鎳鎘電池、超級電容器等)和電磁儲能(如超導電磁儲能)等三大類。
中國科學院大連化學物理研究所張華民教授說:“哪種技術更適合大規(guī)模儲能技術的發(fā)展,何種儲能技術最值得關注,都需要應用和實驗結(jié)果的檢驗。就現(xiàn)在的發(fā)展趨勢來看,誰也取代不了誰,誰也不能獨霸天下。各自都有不同點和應用的空間,各種技術占領在不同的位置。”在目前已經(jīng)獲得實際應用或者第三方測試驗證的各種大規(guī)模儲能技術中,抽水蓄能和壓縮空氣技術相對成熟,適合100兆瓦以上級別儲能系統(tǒng);鈉硫電池、礬電池、鋰電池、鉛酸電池和飛輪儲能電池已經(jīng)開始運用于兆瓦級別的項目中,而在百萬千瓦及以下級別的應用中,大多數(shù)儲能技術都能夠滿足需求。
抽水儲能是目前電力系統(tǒng)中應用最為廣泛的一種儲能技術,一般工業(yè)國家抽水儲能裝機占比約在5%~10%的水平。其主要作用包括調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用、黑啟動和提供系統(tǒng)的備用容量,還可以提高系統(tǒng)中火電站和核電站的運行效率。然而,大型抽蓄電站通常在山區(qū),通常離風電場遠,大型抽蓄電站與風電場的長距離意味著增加已經(jīng)過負荷電網(wǎng)的負擔和輸電損失,為了補償非常不穩(wěn)定的風能,水泵的入力應當連續(xù)變化。
為了解決上述問題,國際著名的安德里茨水電集團就此研發(fā)了一個創(chuàng)新概念,小型、分布式抽水蓄能電站,采用標準變轉(zhuǎn)速水泵水輪機,同步電動發(fā)電機配全容量變頻器。這個新概念的要點是抽蓄電站可在當?shù)亟ㄔO,靠近風電場,典型水頭范圍是在50米~200米。這一突破創(chuàng)新受到國內(nèi)外電力公司和專家的關注。
壓縮空氣技術可以用于冷啟動、黑啟動,響應速度快,主要用于峰谷電能回收調(diào)節(jié)、平衡負荷、頻率調(diào)制、分布式儲能和發(fā)電系統(tǒng)備用。2009年,壓縮空氣儲能被美國列入未來10大技術,德、美等國有示范電站投入運營。
總體而言,目前尚處于產(chǎn)業(yè)化初期,技術和經(jīng)濟性有待觀察。飛輪儲能利用電動機帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn),將電能轉(zhuǎn)化成機械能儲存起來,在需要時飛輪帶動發(fā)電機發(fā)電。飛輪儲能的優(yōu)點是效率可達90%以上,無噪聲、無污染、維護簡單,可連續(xù)工作。缺點是能量密度比較低,保證系統(tǒng)安全性方面的費用很高,在小型場合還無法體現(xiàn)其優(yōu)勢。目前,飛輪儲能技術可用于不間斷電源、電網(wǎng)調(diào)峰和頻率控制,主要作為蓄電池系統(tǒng)作補充。隨著新材料的應用和能量密度的提高,其下游應用逐漸成長,處于產(chǎn)業(yè)化初期。
目前,鈉硫電池在國外已是發(fā)展相對成熟的儲能電池,其壽命可達10年~15年。日本在2002年就已進入商業(yè)化實施階段,2007年日本年產(chǎn)鈉硫電池量已超過100兆瓦,并開始向海外輸出。在國內(nèi),國家電網(wǎng)公司同中國科學院上海硅酸鹽研究所合作,2008年完成了電池模塊研制,2009年度攻關百萬千瓦級儲能設備,2010年實現(xiàn)世博會示范應用,到2011年進入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化階段。將來該項技術極有可能成為首批電化學儲能電站的應用技術。
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