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全面分析儲(chǔ)能材料及性能對(duì)比
儲(chǔ)能技術(shù)是通過(guò)裝置或物理介質(zhì)將能量?jī)?chǔ)存起來(lái)以便以后需要時(shí)利用的技術(shù)。儲(chǔ)能技術(shù)按照儲(chǔ)存介質(zhì)進(jìn)行分類,可以分為機(jī)械類儲(chǔ)能、電氣類儲(chǔ)能、電化學(xué)類儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和化學(xué)類儲(chǔ)能。
一、機(jī)械類儲(chǔ)能
機(jī)械類儲(chǔ)能的應(yīng)用形式只要有抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能。
1.1抽水蓄能
(1)基本原理
電網(wǎng)低谷時(shí)利用過(guò)剩電力將作為液態(tài)能量媒體的水從低標(biāo)高的水庫(kù)抽到高標(biāo)高的水庫(kù),電網(wǎng)峰荷時(shí)高標(biāo)高水庫(kù)中的水回流到下水庫(kù)推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
(2)特點(diǎn)
屬于大規(guī)模、集中式能量?jī)?chǔ)存,技術(shù)相當(dāng)成熟,可用于電網(wǎng)的能量管理和調(diào)峰;
效率一般約為65%~75%,最高可達(dá)80%~85%;
負(fù)荷響應(yīng)速度快(10%負(fù)荷變化需10秒鐘),從全停到滿載發(fā)電約5分鐘,從全停到滿載抽水約1分鐘;
具有日調(diào)節(jié)能力,適合于配合特種、大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電、超大規(guī)模太陽(yáng)能光伏發(fā)電。
(3)缺點(diǎn)
需要上池和下池;
廠址的選擇依賴地理?xiàng)l件,有一定的難度和局限性;
與負(fù)荷中心有一定距離,需長(zhǎng)距離輸電。
(4)應(yīng)用
目前,抽水蓄能機(jī)組在一個(gè)國(guó)家總裝機(jī)容量中所占比重的世界平均水平為3%左右。截至2012年底,全世界儲(chǔ)能裝置總?cè)萘繛?28GW,其中抽水蓄能為127GW,占99%。截至2012年年底,我國(guó)共有抽水蓄能電站34座,其中,投運(yùn)26座,投運(yùn)容量2064.5萬(wàn)千瓦約占全國(guó)總裝機(jī)容量11.4億千瓦的1.8%。(另在建8座,在建容量894萬(wàn)千瓦)
1.2飛輪儲(chǔ)能
(1)基本原理
在一個(gè)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)中,電能用于將一個(gè)放在真空外殼內(nèi)的轉(zhuǎn)子即一個(gè)大質(zhì)量的由固體材料制成的圓柱體加速(達(dá)幾萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘),從而將電能以動(dòng)能形式儲(chǔ)存起來(lái)(利用大轉(zhuǎn)輪所儲(chǔ)存的慣性能量)。
(2)優(yōu)點(diǎn)
壽命長(zhǎng)(15~30年);
效率高(90%);
少維護(hù)、穩(wěn)定性好;
較高的功率密度;
響應(yīng)速度快(毫秒級(jí))
(3)缺點(diǎn)
能量密度低,只可持續(xù)幾秒至幾分鐘;
由于軸承的磨損和空氣的阻力,具有一定的自放電。
(4)應(yīng)用
飛輪儲(chǔ)能多用于工業(yè)和UPS中,適用于配電系統(tǒng)運(yùn)行,以進(jìn)行頻率調(diào)節(jié),可用作一個(gè)不帶蓄電池的UPS,當(dāng)供電電源故障時(shí),快速轉(zhuǎn)移電源,維持小系統(tǒng)的短時(shí)間頻率穩(wěn)定,以保證電能質(zhì)量(供電中斷、電壓波動(dòng)等)。
在我國(guó)剛剛開(kāi)始在配電系統(tǒng)中安裝使用。電科院電力電子研究所曾為北京306醫(yī)院安裝了一套容量為250kVA,磁懸浮軸承的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng),能運(yùn)行15秒,2008年投運(yùn)。
1.3壓縮空氣儲(chǔ)能
(1)基本原理
壓縮空氣儲(chǔ)能采用空氣作為能量的載體,大型的壓縮空氣儲(chǔ)能利用過(guò)剩電力將空氣壓縮并儲(chǔ)存在一個(gè)地下的結(jié)構(gòu)(如地下洞穴),當(dāng)需要時(shí)再將壓縮空氣與天然氣混合,燃燒膨脹以推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。
(2)優(yōu)點(diǎn)
有調(diào)峰功能,適合用于大規(guī)模風(fēng)場(chǎng),因?yàn)轱L(fēng)能產(chǎn)生的機(jī)械功可以直接驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn),減少了中間轉(zhuǎn)換成電的環(huán)節(jié),從而提高效率。
(3)缺點(diǎn)
需要大的洞穴以存儲(chǔ)壓縮空氣,與地理?xiàng)l件密切相關(guān),適合地點(diǎn)非常有限;
需要燃?xì)廨啓C(jī)配合,并要一定量的燃?xì)庾魅剂?,適合于用作能量管理、負(fù)荷調(diào)平和削峰;
以往開(kāi)發(fā)的是一種非絕熱(diabatic)的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)??諝庠趬嚎s時(shí)所釋放的熱,并沒(méi)有儲(chǔ)存起來(lái),通過(guò)冷卻消散了,而壓縮的空氣在進(jìn)入透平前還需要再加熱。因此全過(guò)程效率較低,通常低于50%。
(4)應(yīng)用
至今,只有德國(guó)和美國(guó)有投運(yùn)的壓縮空氣儲(chǔ)能站。德國(guó)Hundorf站于1978年投運(yùn),壓縮功率60MW,發(fā)電功率290MW(后經(jīng)改造提高到321MW),壓縮時(shí)間/發(fā)電時(shí)間=4,2小時(shí)連續(xù)運(yùn)行,啟動(dòng)過(guò)上萬(wàn)次,啟動(dòng)可靠率達(dá)97%。此外,德國(guó)正在建造絕熱型壓縮空氣儲(chǔ)能電站,尚未投運(yùn)美國(guó)Mcintosh,Alabama阿拉巴馬州,1991年投運(yùn),110MW,壓縮時(shí)間/發(fā)電時(shí)間=1.6,如連續(xù)輸出100MW可維持26小時(shí),曾因地質(zhì)不穩(wěn)定而發(fā)生過(guò)坍塌事故。此外,美國(guó)正在建設(shè)幾座大型的壓縮空氣儲(chǔ)能電站,尚未投運(yùn)。
近來(lái)壓縮空氣儲(chǔ)能的研究和開(kāi)發(fā)熱度在不斷上升,國(guó)家電網(wǎng)公司已立項(xiàng)研究10MW壓縮空氣儲(chǔ)能,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人清華大學(xué)盧強(qiáng)院士。
二、電氣類儲(chǔ)能
電氣類儲(chǔ)能的應(yīng)用形式只要有超級(jí)電容器儲(chǔ)能和超導(dǎo)儲(chǔ)能。
2.1超級(jí)電容器儲(chǔ)能
(1)基本原理
根據(jù)電化學(xué)雙電層理論研制而成的,又稱雙電層電容器,兩電荷層的距離非常小(一般0.5mm以下),采用特殊電極結(jié)構(gòu),使電極表面積成萬(wàn)倍的增加,從而產(chǎn)生極大的電容量。
(2)優(yōu)點(diǎn)
長(zhǎng)壽命、循環(huán)次數(shù)多;
充放電時(shí)間快、響應(yīng)速度快;
效率高;
少維護(hù)、無(wú)旋轉(zhuǎn)部件;
運(yùn)行溫度范圍廣,環(huán)境友好等。
(3)缺點(diǎn)
超級(jí)電容器的電介質(zhì)耐壓很低,制成的電容器一般耐壓僅有幾伏,儲(chǔ)能水平受到耐壓的限制,因而儲(chǔ)存的能量不大;
能量密度低;
投資成本高;
有一定的自放電率。
(4)應(yīng)用
超級(jí)電容器儲(chǔ)能開(kāi)發(fā)已有50多年的歷史,近二十年來(lái)技術(shù)進(jìn)步很快,使它的電容量與傳統(tǒng)電容相比大大增加,達(dá)到幾千法拉的量級(jí),而且比功率密度可達(dá)到傳統(tǒng)電容的十倍。超級(jí)電容器儲(chǔ)能將電能直接儲(chǔ)存在電場(chǎng)中,無(wú)能量形式轉(zhuǎn)換,充放電時(shí)間快,適合用于改善電能質(zhì)量。由于能量密度較低,適合與其他儲(chǔ)能手段聯(lián)合使用。
2.2超導(dǎo)儲(chǔ)能
(1)基本原理
超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)是由一個(gè)用超導(dǎo)材料制成的、放在一個(gè)低溫容器(cryogenicvessel)(杜瓦Dewar)中的線圈、功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)(PCS)和低溫制冷系統(tǒng)等組成。能量以超導(dǎo)線圈中循環(huán)流動(dòng)的直流電流方式儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中。
(2)優(yōu)點(diǎn)
由于直接將電能儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中,并無(wú)能量形式轉(zhuǎn)換,能量的充放電非??欤◣缀撩胫翈资撩耄β拭芏群芨?;
極快的響應(yīng)速度,可改善配電網(wǎng)的電能質(zhì)量。
(3)缺點(diǎn)
超導(dǎo)材料價(jià)格昂貴;
維持低溫制冷運(yùn)行需要大量能量;
能量密度低(只能維持秒級(jí));
雖然已有商業(yè)性的低溫和高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能產(chǎn)品可用,但因價(jià)格昂貴和維護(hù)復(fù)雜,在電網(wǎng)中應(yīng)用很少,大多是試驗(yàn)性的。
(4)應(yīng)用
超導(dǎo)儲(chǔ)能適合用于提高電能質(zhì)量,增加系統(tǒng)阻尼,改善系統(tǒng)穩(wěn)定性能,特別是用于抑制低頻功率振蕩。但是由于其格昂貴和維護(hù)復(fù)雜,雖然已有商業(yè)性的低溫和高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能產(chǎn)品可用,在電網(wǎng)中應(yīng)用很少,大多是試驗(yàn)性的。SMES在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用取決于超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展(特別是材料、低成本、制冷、電力電子等方面技術(shù)的發(fā)展)。
三、電化學(xué)類儲(chǔ)能
電化學(xué)類儲(chǔ)能主要包括各種二次電池,有鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池等,這些電池多數(shù)技術(shù)上比較成熟,近年來(lái)成為關(guān)注的重點(diǎn),并且還獲得許多實(shí)際應(yīng)用。
3.1鉛酸電池
(1)基本原理
鉛酸電池是世界上應(yīng)用最廣泛的電池之一。鉛酸電池內(nèi)的陽(yáng)極(PbO2)及陰極(Pb)浸到電解液(稀硫酸)中,兩極間會(huì)產(chǎn)生2V的電勢(shì),這就是鉛酸電池的原理。經(jīng)由充放電,則陰陽(yáng)極及電解液即會(huì)發(fā)生如下的變化:
(陽(yáng)極)(電解液)(陰極)
PbO2+2H2SO4+Pb—>PbSO4+2H2O+PbSO4(放電反應(yīng))
(過(guò)氧化鉛)(硫酸)(海綿狀鉛)
(陽(yáng)極)(電解液)(陰極)
PbSO4+2H2O+PbSO4—>PbO2+2H2SO4+Pb(充電反應(yīng))
(硫酸鉛)(水)(硫酸鉛)
(2)優(yōu)點(diǎn)
技術(shù)很成熟,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便;
循環(huán)壽命可達(dá)1000次左右;
效率可達(dá)80%至90%,性價(jià)比高。
(3)缺點(diǎn)
深度、快速、大功率放電時(shí),可用容量下降;
能量密度較低,壽命較短。
(4)應(yīng)用
鉛酸電池常常用于電力系統(tǒng)的事故電源或備用電源,以往大多數(shù)獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)配備此類電池。目前有逐漸被其他電池(如鋰離子電池)替代的趨勢(shì)。
3.2鋰離子電池
(1)基本原理
鋰離子電池實(shí)際上是一個(gè)鋰離子濃差電池,正負(fù)電極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物構(gòu)。充電時(shí),Li+從正極脫嵌經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極,此時(shí)負(fù)極處于富鋰態(tài),正極處于貧鋰態(tài);放電時(shí)則相反,Li+從負(fù)極脫嵌,經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入正極,正極處于富鋰態(tài),負(fù)極處于貧鋰態(tài)。
(2)優(yōu)點(diǎn)
鋰離子電池的效率可達(dá)95%以上;
放電時(shí)間可達(dá)數(shù)小時(shí);
循環(huán)次數(shù)可達(dá)5000次或更多,響應(yīng)快速;
鋰離子電池是電池中比能量最高的實(shí)用型電池,有多種材料可用于它的正極和負(fù)極(鈷酸鋰鋰離子電池、錳酸鋰鋰離子電池、磷酸鐵鋰鋰離子電池、鈦酸鋰鋰離子電池等)。
(3)缺點(diǎn)
鋰離子電池的價(jià)格依然偏高;
有時(shí)會(huì)因過(guò)充電而導(dǎo)致發(fā)熱、燃燒等安全問(wèn)題,有一定的風(fēng)險(xiǎn),所以需要通過(guò)過(guò)充電保護(hù)來(lái)解決。
(4)應(yīng)用
由于鋰離子電池在電動(dòng)汽車、計(jì)算機(jī)、手機(jī)等便攜式和移動(dòng)設(shè)備上的應(yīng)用,所以它目前幾乎已成為世界上應(yīng)用最為廣泛的電池。鋰離子電池的能量密度和功率密度都較高,這是它能得到廣泛應(yīng)用和關(guān)注的主要原因。它的技術(shù)發(fā)展很快,近年來(lái),大規(guī)模生產(chǎn)和多場(chǎng)合應(yīng)用使其價(jià)格急速下降,因而在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來(lái)越多。鋰離子電池技術(shù)仍然在不斷地開(kāi)發(fā)中,目前的研究集中在進(jìn)一步提高它的使用壽命和安全性,降低成本、以及新的正、負(fù)極材料的開(kāi)發(fā)上。
3.3鈉硫電池
(1)基本原理
鈉硫電池的陽(yáng)極由液態(tài)的硫組成,陰極由液態(tài)的鈉組成,中間隔有陶瓷材料的貝塔鋁管。電池的運(yùn)行溫度需保持在300℃以上,以使電極處于熔融狀態(tài)。
(2)優(yōu)點(diǎn)
循環(huán)周期可達(dá)4500次;
放電時(shí)間可達(dá)6至7小時(shí);
周期往返效率約為75%;
它的能量密度高,響應(yīng)時(shí)間快(毫秒級(jí))。
(3)缺點(diǎn)
由于它使用了金屬鈉,是一種易燃物,又運(yùn)行在高溫下,所以存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。
(4)應(yīng)用
日本的NGK公司是世界上唯一能制造出高性能的鈉硫電池的廠家。目前采用50kW的模塊,可由多個(gè)50kW的模塊組成MW級(jí)的大容量的電池組件。在日本、德國(guó)、法國(guó)、美國(guó)等地已建有約200多處此類儲(chǔ)能電站,主要用于負(fù)荷調(diào)平、移峰、改善電能質(zhì)量和可再生能源發(fā)電,電池價(jià)格仍然較高。
3.4全釩液流電池
(1)基本原理
在液流電池中,能量?jī)?chǔ)存在溶解于液態(tài)電解質(zhì)的電活性物種中,而液態(tài)電解質(zhì)儲(chǔ)存在電池外部的罐中,用泵將儲(chǔ)存在罐中的電解質(zhì)打入電池堆棧,并通過(guò)電極和薄膜,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,或?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
(2)缺點(diǎn)
能量密度和功率密度與其他電池相比,如鋰離子電池,要低;
響應(yīng)時(shí)間也不很快。
(3)優(yōu)點(diǎn)
全釩液流電池技術(shù)已比較成熟;
壽命長(zhǎng),循環(huán)次數(shù)可超過(guò)10000次以上。
(4)應(yīng)用
液流電池有多個(gè)體系,其中全釩氧化還原液流電池(vanadiumredoxflowbattery,VRFB)最受關(guān)注。這種電池技術(shù)最早為澳大利亞新南威爾士大學(xué)發(fā)明,后技術(shù)轉(zhuǎn)讓給加拿大的VRB公司。在2010年以后被中國(guó)的普能公司收購(gòu),中國(guó)的普能公司的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外一些試點(diǎn)工程項(xiàng)目中獲得了應(yīng)用。電池的功率和能量是不相關(guān)的,儲(chǔ)存的能量取決于儲(chǔ)存罐的大小,因而可以儲(chǔ)存長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)至數(shù)天的能量,容量也可達(dá)MW級(jí),適合于應(yīng)用在電力系統(tǒng)中。
四、熱儲(chǔ)能
(1)基本原理
在一個(gè)熱儲(chǔ)能系統(tǒng)中,熱能被儲(chǔ)存在隔熱容器的媒質(zhì)中,以后需要時(shí)可以被轉(zhuǎn)化回電能,也可直接利用而不再轉(zhuǎn)化回電能。
熱儲(chǔ)能有許多不同的技術(shù),可進(jìn)一步分為顯熱儲(chǔ)存(sensibleheatstorage)和潛熱儲(chǔ)存(latentheatstorage)等。顯熱儲(chǔ)存方式中,用于儲(chǔ)熱的媒質(zhì)可以是液態(tài)的水,熱水可直接使用,也可用于房間的取暖等,運(yùn)行中熱水的溫度是有變化的。而潛熱儲(chǔ)存是通過(guò)相變材料(PhaseChangeMaterials,PCMs)來(lái)完成的,該相變材料即為儲(chǔ)存熱能的媒質(zhì)。
(2)缺點(diǎn)
n熱儲(chǔ)能要各種高溫化學(xué)熱工質(zhì),應(yīng)用場(chǎng)合比較受限。
(3)應(yīng)用
由于熱儲(chǔ)能儲(chǔ)存的熱量可以很大,所以在可再生能源發(fā)電的利用上會(huì)有一定的作用。熔融鹽常常作為一種相變材料,用于集熱式太陽(yáng)能熱發(fā)電站中。此外,還有許多其他種類的儲(chǔ)熱技術(shù)正在開(kāi)發(fā)中,它們有許多不同的作用。
五、化學(xué)類儲(chǔ)能
化學(xué)類儲(chǔ)能主要是指利用氫或合成天然氣作為二次能源的載體。
(1)基本原理
利用待棄掉的風(fēng)電制氫,通過(guò)電解水,將水分解為氫氣和氧氣,從而獲得氫。以后可直接用氫作為能量的載體,再將氫與二氧化碳反應(yīng)成為合成天然氣(甲烷),以合成天然氣作為另一種二次能量載體。
(2)優(yōu)點(diǎn)
采用這兩種物質(zhì)作能量載體的好處是儲(chǔ)存的能量很大,可達(dá)TWh級(jí);
儲(chǔ)存的時(shí)間也很長(zhǎng),可達(dá)幾個(gè)月;
另外氫和合成天然氣除了可用于發(fā)電外,還可有其他利用方式,如交通等。
(3)缺點(diǎn)
全周期效率較低,制氫效率只有70%左右,而制合成天然氣的效率60-65%,從發(fā)電到用電的全周期效率更低,只有30%-40%;
(4)應(yīng)用
將氫與二氧化碳合成為甲烷的過(guò)程也被稱作為P2G技術(shù)(powertogas)。德國(guó)熱衷于推動(dòng)此項(xiàng)技術(shù),已有示范項(xiàng)目在德國(guó)投入運(yùn)行。以天然氣為燃料的熱電聯(lián)產(chǎn)或冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)已成為分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的重要組成部分,在智能配電網(wǎng)中發(fā)揮著重要的作用,氫和合成天然氣為分布式發(fā)電提供了充足的燃料。
六、各種儲(chǔ)能技術(shù)的性能比較和應(yīng)用選擇
儲(chǔ)能技術(shù)種類繁多,他們的特點(diǎn)各異。實(shí)際應(yīng)用時(shí),要根據(jù)各種儲(chǔ)能技術(shù)的特點(diǎn)以及對(duì)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜合比較來(lái)選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。供選擇的主要特征包括:①能量密度(kWhorMWh);②功率密度(kWorMW);③響應(yīng)時(shí)間(-ms,-s,-minute);④儲(chǔ)能效率(充放電效率);⑤設(shè)備壽命(年)或充放電次數(shù);⑥技術(shù)成熟度;⑦經(jīng)濟(jì)因素(投資成本、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用);⑧安全和環(huán)境方面的考慮。
在實(shí)際工程項(xiàng)目中,要根據(jù)儲(chǔ)能技術(shù)的上述特征,應(yīng)用的目的和需求,來(lái)選擇其種類、安裝地點(diǎn)、容量以及各種技術(shù)的配合,還要考慮用戶的經(jīng)濟(jì)承受能力。
6.1放電時(shí)間對(duì)比
儲(chǔ)能技術(shù)性能如果按放電時(shí)間劃分,可分為
①短放電時(shí)間(秒至分鐘級(jí)),如超級(jí)電容器、超導(dǎo)儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能,
②中等放電時(shí)間(分鐘至小時(shí)級(jí)),如飛輪儲(chǔ)能、各種電池等,
③較長(zhǎng)放電時(shí)間(小時(shí)至天級(jí)),如各類電池、抽水蓄能、壓縮空氣等,
④特長(zhǎng)放電時(shí)間(天至月級(jí)),如氫和合成天然氣。
上述放電時(shí)間短的,常常是功率型的,一般可用作UPS和提高電能質(zhì)量。中等放電時(shí)間的,可用于電源轉(zhuǎn)接。較長(zhǎng)或特長(zhǎng)時(shí)間的,一般是能量型的,可用于系統(tǒng)的能量管理。目前應(yīng)用最廣泛的大型抽水蓄能可以解決天級(jí)的儲(chǔ)能要求,要滿足周和月級(jí)的儲(chǔ)能需求要依靠其他種類儲(chǔ)能手段,如氫和合成天然氣。
不同儲(chǔ)能技術(shù)的儲(chǔ)能容量能量和放電時(shí)間的比較示于圖,可以看出不同的儲(chǔ)能技術(shù)處于圖中不同的位置。
6.2功率對(duì)比
大規(guī)模、永久儲(chǔ)能的應(yīng)用可分為三類:
①電能質(zhì)量要求:在該應(yīng)用中,儲(chǔ)存能量?jī)H用于在幾秒鐘或更少的時(shí)間,以確保傳輸電能的品質(zhì)。
②應(yīng)急能量要求:在這些應(yīng)用中,貯存的能量可用幾秒到幾分鐘,從一個(gè)電源切換到另一個(gè)電源時(shí),以保證電能的連續(xù)性。
③系統(tǒng)能量管理要求:在這些應(yīng)用中,儲(chǔ)能系統(tǒng)用于發(fā)電和消耗之間的去耦及同步。典型的應(yīng)用是負(fù)載平衡,這意味著在非高峰時(shí)儲(chǔ)存能量(能量成本低),并在高峰時(shí)段使用存儲(chǔ)的能量(能量較高的成本)。
6.3效率對(duì)比
儲(chǔ)能的效率和壽命(循環(huán)的最大數(shù))是兩個(gè)重要參數(shù),因?yàn)樗鼈冇绊懙酱鎯?chǔ)的成本。下圖給出不同存儲(chǔ)技術(shù)相對(duì)于效率和壽命的特點(diǎn)。
6.4投資對(duì)比
投資成本是一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)參數(shù),影響能源生產(chǎn)的總成本。每個(gè)循環(huán)的成本可能是評(píng)估能量存儲(chǔ)系統(tǒng)成本的最佳方式。下圖給出投資的主要組分,考慮到耐用性和效率。
6.5密度對(duì)比
存儲(chǔ)系統(tǒng)的體積很重要,首先,它可能被安裝在一個(gè)受限制的或昂貴的空間,例如在城市地區(qū)。其次,體積增加,則需要更多的材料和更大的施工現(xiàn)場(chǎng),從而增加了系統(tǒng)的總成本。