储能技术及应用ppt课件.ppt

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1、储能技术及应用材料科学与工程材料科学与工程专业储能技术发展创新性储能技术对加快发展我国新能源产业有决定性意义近几十年来，储能技术的研究和发展一直受到各国能源、交通、电力、电讯等部门的高度重视储能（电力）技术设备类型用户类型功率等级能量等级便携式设备-1~100WWh运输工具汽车25~100KW100KWh火车、轻轨列车100~500KW500KWh潜艇1~20MW10MWh静止设备家庭1KW5KWh小型工业和商业设施10~100KW25KWh配电网MWMWh输电网10MW10MWh发电站10~100MW10~

2、100MWh不同应用场合对能量和功率密度的要求是不同的电能可以转换为化学能、势能、动能、电磁能等形态存储，按照其具体方式可分为物理、电磁、电化学和相变储能四大类型物理储能抽水蓄能压缩空气储能飞轮储能电磁储能电化学储能相变储能超导储能超级电容储能高能密度电容储能铅酸、镍氢、镍镉、锂离子、钠硫和液流等电池储能冰蓄冷储能1储能技术的分类物理储能弹性储能液压储能抽水储能压缩空气储能飞轮储能物理储能弹性储能物理储能材料科学与工程专业液压储能物理储能材料科学与工程专业抽水储能物理储能材料科学与工程专业抽水储能日、美、西

3、欧等国家和地区在20世纪60~70年代进入抽水蓄能电站建设的高峰期，到目前为止，美国和西欧经济发达国家抽水储能机组容量占世界抽水蓄能电站总装机容量55%以上压缩空气储能电站（compressedairenergystorage,CAES）是一种调峰用燃气轮机发电厂，主要利用电网负荷低谷时的剩余电力压缩空气，并将其储藏在典型压力7.5MPa的高压密封设施内，在用电高峰释放出来驱动燃气轮机发电。原理在燃气轮机发电过程中，燃料的2/3用于空气压缩，其燃料消耗可以减少1/3，所消耗的燃气要比常规燃气轮机少40%，同时

4、可以降低投资费用、减少排放。CAES建设投资和发电成本均低于抽水蓄能电站，但其能量密度低，并受岩层等地形条件的限制。地下储气站有多种模式，其中最理想的是水封恒压储气站，能保持输出恒压气体，保障燃气轮机稳定运行。CAES储气库漏气开裂可能性极小，安全系数高，寿命长，可以冷启动、黑启动，响应速度快，主要用于峰谷电能回收调节、平衡负荷、频率调制、分布式储能和发电系统备用。100MW级燃气轮机技术成熟，利用渠氏超导热管技术可使系统换能效率达到90%。大容量化和复合发电化将进一步降低成本。随着分布式能量系统的发展以及减

5、小储气库容积和提高储气压力至10~14MPa的需要，8~12MW微型压缩空气蓄能系统（micro-CAES）已成为人们关注的热点。应用发展方向压缩空气储能飞轮储能装置主要包括3个核心部分：飞轮、电机和电力电子装置。他将外界输入的电能通过电动机转化为飞轮转动的动能储存起来，当外界需要电能的时候，又通过发电机将飞轮的动能转化为电能，输出到外部负载，要求空闲运转时候损耗非常小。原理飞轮储能功率密度大于5kW/kg，能量密度超过20Wh/kg，效率在90%以上，循环使用寿命长达20a，工作温区-40~50℃，无噪音、

6、无污染、维护简单，主要用于不间断电源(UPS)/应急电源(EPS)、电网调峰和频率控制。应用随着对飞轮转子设计、轴承支撑系统和电能转化系统的深入研究，高强度碳素纤维和玻璃纤维材料、大功率电力电子变流技术、电磁和超导磁悬浮轴承技术极大地促进了储能飞轮的发展。磁浮轴承的应用、飞轮的大型化以及高速旋转化合轴承载荷密度的进一步提高，将使飞轮储能的应用更加广泛。发展方向1飞轮储能物理储能材料科学与工程专业飞轮储能1999年欧洲UrencPower公司利用高强度碳纤维和玻璃纤维复合材料制作飞轮，转速为42000rad/

7、min，2001年1月系统投入运行，充当UPS，储能量达到18MJ物理储能材料科学与工程专业飞轮储能研发机构基本参数技术特点作用日本四个综合研究所8MWh，储能放电各4h，待机16h高温超导磁浮立时轴承，储效84%平滑负荷日本原子力研究所215MW/8GJ输出电压18kV,输出电流6896A，储效85%UPS美国Vista公司277kWh引入风力发电系统全程调峰美国马里兰大学(1991)24kWh,11610~46345rad/min电磁悬浮轴承，输出恒压110V/240V，储效81%电力调峰美国波音公司1

8、00kW/5kWh高温超导磁浮轴承电力调峰德国(1996)5MW/100MWh,2250~4500rad/min超导磁浮轴承，储效96%储能电站欧洲UrencPower公司(2001)转速42000rad/min高强度碳纤维和玻璃纤维复合材料UPS巴西(2004)额定转速3000rad/min超导与永磁悬浮轴承电压补偿材料科学与工程专业化学储能铅酸电池镍系电池锂系电池液流电池钠硫电池氢能…化学储