新能源发电中储能技术应用与研究综述

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1、新能源发电中储能技术应用与研究综述［摘要］新能源发电是未来的战略新兴产业之一。随着我国新能源产业的兴起，储能技术作为新能源发电的重要支撑和辅助技术将受到各方关注。介绍了我国新能源发展现状及几种常见的储能技术，指出了未来新能源发电中储能技术所面临的机遇和挑战。［关键词］储能技术；新能源发电；分布式发电分类号：TE文献标识码：A文章编号：1⑻9-914X(2015)04-0250-011引言我国具有丰富的新能源和可再生能源资源。新能源和可再生能源还包括可用作能源的地热能、潮汐能、波浪能、潮流能、生物质能，另外固体废弃物和温差能源等也具有很大的开发潜力。我国作为世界上的能源消耗大国，应该

2、尤其重视新能源和可再生能源的开发和利用。众所周知，基于新能源的分布式发电是当今最具发展潜力的技术之一。而储能技术在分布式发电中的作用尤为重要，具体体现在以下三个方面。1)由于风力、光伏等可再生能源发电设备的输出功率会随环境因素变化，储能装置可以及时地进行能量的储存和释放，保证供电的持续性和可靠性。1)改善电能质量，维持系统稳定。在风力发电中，风速的变化会使原动机输出机械功率发生变化，从而使发电机输出功率产生波动而使电能质量下降。应用储能装置是改善发电机输出电压和频率质量的有效途径，同时增加了分布式发电机组与电网并网运行时的可靠性。2)分布式发电系统可以与电网连接，实现向电网的馈电，

3、并可以提供削峰、紧急功率支持等服务。而一些可再生能源分布式发电系统，受环境因素的影响较大，因此，无法制订特定的发电规划。如果配置能量储存装置，就可以在特定的时间提供所需的电能，而不必考虑此时发电单元的发电功率，只需按照预先制定的发电规划进行发电。2新能源发电技术中的储能技术及其应用特点2.1超级电容器超级电容器(supercapacitor)又叫双电层电容器(ElectricalDouleLayerCapacitor)、黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级

4、电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板，在极板上加电，正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个容性存储层，被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。所谓的“超级电容器”，其存储容量为普通电容器的20〜1000倍。超级电容器在许多领域都有广阔的应用前景，特别是在电动汽车上的应用具有非常明显的优势，许多国家都投入大量人力、物力对超级电容器进行研究开发，有些公司的产品已实现商品化。2.2超导磁能超导储能系统具有几个显著特点：无噪声污染，响应快，效率高(达95%)，不受建造场地限制且非常可靠。其最大缺点就是成本太高，其次就是需要压缩机和泵以维

5、持液化冷却剂的低温，使系统变得更加复杂，需要定期的维护。由于超导磁能系统具有快速响应的特性，因而不仅能用于调节峰值，而且可以储存应急的备用电力。对于中小型超导磁能，特别是微型超导磁能，则可利用其高速调节有功、无功的特性来改善功率因数，稳定电网频率，控制电压的瞬时波动，保证重要用户不间断供电等多种功能，从而大大改善供电质量，满足军事、工业、民用电力的需要。在分布式发电系统中，超导磁能系统常用于光伏发电以及风力发电系统，而且是对供电质量和可靠性有严格要求的重要场所。2.3蓄电池储能(1)铅酸电池。尽管存在一定的缺陷，铅酸电池仍然是蓄电池储能中应用最广泛的。其正负电极为二氧化铅和铅，以硫

6、酸为电解质。铅酸电池组具有吸附电解质结构，工作时形成的氧能够复合，并能在浮充(备用)和深循环应用下工作。这种电池用于光伏或其它再生能源系统最理想、最合适。铅酸电池具有一些显著的优势，其成本低廉，原材料丰富，制造技术成熟，能够实现大规模生产，且销售渠道广。(1)MH-Ni(MetalHydride-Nickel)电池。MH-Ni电池是一种碱性电池，其正极为镍氢氧化物，负极为贮氢合金材料。充电时氢由正极到负极，放电时氢由负极到正极，电解液没有增减现象，电池可实现密封设计。由于其高能量密度性，加上占用体积又小，人们预测它将在电动机车领域拥有较大的应用空间。在分布式发电领域，由于其成本较高

7、，与铅酸电池相比除了体积小外，没有较为明显的优势。(2)其它蓄电池。考虑到蓄电池以及分布式发电自身的成本，目前在采用蓄电池储能时较多的采用铅酸电池。国外正在开展试探性的研究，以找到更合适的电池。目前出现的较为新型的蓄电池有：镍蝠强碱性电池、钠硫电池等。它们目前仍属于试验性阶段。2.4飞轮储能飞轮储能是一种新型的机械储能方式，它完全不同于蓄电池储能，超导磁能，电容器储能。它将能量以动能的形式存储在高速旋转的飞轮质量中。飞轮储能系统基本的结构均包括以下5个组成部分：飞轮转