儲(chǔ)能電站現(xiàn)在是一個(gè)新興行業(yè),。目前主要成本還在電池 ,。其他建設(shè)成本 好計(jì)算 。用新電池還是再生電池 成本出入比較大 ,。一般情況下 每千瓦時(shí)大約是五百到五千元,。
儲(chǔ)能電站現(xiàn)在是一個(gè)新興行業(yè),。目前主要成本還在電池 。其他建設(shè)成本 好計(jì)算 ,。用新電池還是再生電池 成本出入比較大 ,。一般情況下 每千瓦時(shí)大約是五百到五千元。
就是通過(guò)風(fēng)電+光伏+電化學(xué)儲(chǔ)能的常規(guī)配置,，全部用電量都由風(fēng)光等可再生能源負(fù)責(zé)供應(yīng)，要實(shí)現(xiàn)電源和負(fù)荷的匹配,，實(shí)現(xiàn)更佳的綜合效益,，達(dá)到再生能源的意思。
即將風(fēng)光能源和儲(chǔ)能同場(chǎng)一體化,，通過(guò)功率預(yù)測(cè),、人工智能技術(shù)及先進(jìn)監(jiān)測(cè)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng),、光,、儲(chǔ)協(xié)同優(yōu)化、智能高效運(yùn)行,，同時(shí)通過(guò)優(yōu)化儲(chǔ)能容量設(shè)計(jì)和運(yùn)行模式,，有力保障新能源高效消納利用，有效降低公網(wǎng)調(diào)峰和容量支撐壓力,。
隨著儲(chǔ)能技術(shù)的降本和普及，儲(chǔ)能已經(jīng)成為新能源的重要輔助工具,，光伏+儲(chǔ)能將成為未來(lái)光伏利用的一種重要形式,。光伏人學(xué)一點(diǎn)儲(chǔ)能，不只是為了拓展視野和知識(shí),，更是未來(lái)將光伏發(fā)揮最大作用的重要既能,。
1. 儲(chǔ)能技術(shù)
儲(chǔ)能技術(shù)主要分為物理儲(chǔ)能（如抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能,、飛輪儲(chǔ)能等）,、化學(xué)儲(chǔ)能（如鉛酸電池、氧化還原液流電池、鈉硫電池,、鋰離子電池）和電磁儲(chǔ)能（如超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能,、超級(jí)電容器儲(chǔ)能等）三大類。
根據(jù)各種儲(chǔ)能技術(shù)的特點(diǎn),，飛輪儲(chǔ)能,、超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能適合于需要提供短時(shí)較大的脈沖功率場(chǎng)合，如應(yīng)對(duì)電壓暫降和瞬時(shí)停電,、提高用戶的用電質(zhì)量,，抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性等,；而抽水儲(chǔ)能,、壓縮空氣儲(chǔ)能和電化學(xué)電池儲(chǔ)能適合于系統(tǒng)調(diào)峰、大型應(yīng)急電源,、可再生能源并入等大規(guī)模,、大容量的應(yīng)用場(chǎng)合。
儲(chǔ)能效率是指儲(chǔ)能元件儲(chǔ)存起來(lái)的電量與輸入能量的比,。蓄電池儲(chǔ)能效率關(guān)系到蓄電池的壽命和成本,，要提高蓄電池儲(chǔ)能效率就要了解儲(chǔ)能效率都受哪些因素的影響，除了蓄電池自身構(gòu)造會(huì)影響其儲(chǔ)能效率,，如元件材質(zhì)、制造工藝,、電解液配置等,，蓄電池儲(chǔ)能效率也與充電狀態(tài)、充放電電流,、充電電壓,、環(huán)境溫度等一些外部因素有很大關(guān)系。
2. 蓄電池儲(chǔ)能效率測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
蓄電池儲(chǔ)能效率測(cè)試系統(tǒng)的基本原理見圖,，系統(tǒng)的主要元件有:單相智能電表,、充電器、逆變器,、單片機(jī),、負(fù)載等。
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圖1蓄電池儲(chǔ)能效率測(cè)試系統(tǒng)的基本原理
工作過(guò)程可以簡(jiǎn)要的描述為：
充電開始時(shí),，電表接在交流電源和蓄電池的充電模塊之間,，通過(guò)電表可以直接讀出蓄電池充電完成消耗的電能，這部分電能包括兩部分:充電器以及各種開關(guān)器件損耗的電能,、蓄電池內(nèi)阻耗能和儲(chǔ)存的電能,。
當(dāng)充電完成時(shí)，由充電模塊向控制模塊發(fā)出充電完成信號(hào)(持續(xù)高電平)，控制模塊此時(shí)將電表數(shù)據(jù)送至單片機(jī),，由單片機(jī)將數(shù)據(jù)記錄并顯示出來(lái),。然后控制模塊向充電模塊發(fā)出指令使充電電路停止工作，并向逆變模塊發(fā)出指令使逆變電路工作,，向負(fù)載供電,。此時(shí)將電表接在逆變器與負(fù)載之間，通過(guò)電表可以直接讀出負(fù)載從蓄電池獲取的電能,，由于電表只能檢測(cè)220V交流電,，所以從電表獲取的電能實(shí)際上包含了逆變器消耗電能和負(fù)載消耗的電能。
當(dāng)放電完成時(shí),，由逆變模塊向控制模塊發(fā)出放電終止信號(hào),，控制模塊此時(shí)將電表發(fā)送過(guò)來(lái)的電量數(shù)據(jù)送至單片機(jī)，由單片機(jī)將數(shù)據(jù)記錄并顯示出來(lái),。然后控制模塊向逆變模塊發(fā)出指令使逆變電路停止工作,，并斷開負(fù)載?？紤]到蓄電池充電和放電的不同步,，單相電度表即可作為充電電能計(jì)量也可用作放電電能計(jì)量。若是要再次檢測(cè),，重復(fù)以上的操作,。
3. 蓄電池儲(chǔ)能效率影響因素
蓄電池儲(chǔ)能效率關(guān)系到蓄電池的壽命和成本，要提高蓄電池儲(chǔ)能效率就要了解儲(chǔ)能效率都受哪些因素的影響,，除了蓄電池自身構(gòu)造會(huì)影響其儲(chǔ)能效率,，如元件材質(zhì)、制造工藝,、電解液配置等,，蓄電池儲(chǔ)能效率也與充電狀態(tài)、充放電電流,、充電電壓,、環(huán)境溫度等一些外部因素有很大關(guān)系。
- 充電狀態(tài)的影響
充電狀態(tài)是指蓄電池在充電時(shí)達(dá)到的狀態(tài),，簡(jiǎn)而言之滿充時(shí)的充電狀態(tài)為100%,。根據(jù)國(guó)家的相關(guān)規(guī)定，在充電狀態(tài)不同時(shí)對(duì)蓄電池的儲(chǔ)能效率有不同的標(biāo)準(zhǔn),，在充電狀態(tài)小于50%時(shí),，要求蓄電池儲(chǔ)能效率大于95%;充電狀態(tài)在75%的時(shí)候，要求蓄電池儲(chǔ)能效率大于90%;充電狀態(tài)在90%時(shí),，要求蓄電池儲(chǔ)能效率大于85%,。
- 充放電電流的影響
由蓄電池特性可知,，在對(duì)蓄電池進(jìn)行放電時(shí)，大電流放電蓄電池實(shí)際釋放的能量小于小電流放電時(shí)蓄電池釋放的能量,，這說(shuō)明蓄電池的儲(chǔ)能效率與放電率有很大的關(guān)系,。
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通過(guò)圖2 能夠看出蓄電池的庫(kù)倫效率在電流變大時(shí)也不斷增加，這是由于當(dāng)大電流充放電時(shí),，會(huì)縮短蓄電池的充放電時(shí)間,，所以蓄電池由于自放電而損失的能量就比較小。而充電效率和放電效率,，在電流比較小的時(shí)候,，兩者都會(huì)隨著電流的增大不斷的增大，當(dāng)超過(guò)某一時(shí)刻后,，兩者就會(huì)隨著電流的增大而減小,，這是因?yàn)殡娏鬟^(guò)大時(shí)電池內(nèi)部的極化現(xiàn)象就會(huì)加劇，蓄電池的功率損耗就會(huì)變大,，進(jìn)而使得能量損耗的增加,，所以導(dǎo)致蓄電池的效率下降。所以在選擇充放電電流的時(shí)候不能盲目選擇,，電流過(guò)大或者過(guò)小都會(huì)降低蓄電池的效率,，要根據(jù)實(shí)際的情況對(duì)蓄電池充放電電流進(jìn)行選擇。
- 充電電壓的影響
充電效率實(shí)際也就是把硫酸鉛轉(zhuǎn)變成二氧化鉛和鉛活性物質(zhì)的時(shí)消耗的電量和充電過(guò)程中輸入到蓄電池電量的比值,，在此假設(shè)蓄電池沒有自放電,，那么蓄電池的儲(chǔ)能效率就等于充電效率乘以放電效率。
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而在充電過(guò)程中消耗的電能主要由于蓄電池內(nèi)析氣和腐蝕等一些副反應(yīng),。閥控式鉛酸蓄電池的充電效率較高,，充電效率和荷電狀態(tài)有很大關(guān)系，一直到蓄電池滿電荷之前蓄電池的充電效率都會(huì)很高,，在接近完全充滿電的時(shí)候由于產(chǎn)生過(guò)充電反應(yīng)，所以充電效率就會(huì)降低,。以單體蓄電池為例,，其額定電壓一般為2.0V，如圖3給出了在恒壓充電下充電電壓和儲(chǔ)能效率的關(guān)系曲線,，可以看出,，在電壓較小的時(shí)候隨著充電電壓的升高儲(chǔ)能效率會(huì)增加，當(dāng)超過(guò)一定值時(shí)由于副反應(yīng)的發(fā)生,，儲(chǔ)能效率會(huì)下降,。
- 環(huán)境溫度的影響
將蓄電池的充電設(shè)置為恒壓限流，在環(huán)境溫度小于10℃時(shí),，會(huì)對(duì)蓄電池內(nèi)的電流擴(kuò)散造成影響使其降低,，但是對(duì)交換電流的密度影響不大,，所以加劇了蓄電池內(nèi)部濃度差的極化，導(dǎo)致了儲(chǔ)能效率的減小,。低溫條件下,，對(duì)于放電過(guò)程中產(chǎn)生的，充電時(shí)其溶解的速度會(huì)降到很小,，而且上的空隙不能夠使電解液保持飽和度最小,，對(duì)充電的化學(xué)反應(yīng)有一定的阻礙力，最終導(dǎo)致的結(jié)果就會(huì)使儲(chǔ)能效率下降,。
4. 飛輪儲(chǔ)能
近年來(lái),，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)取得突破性進(jìn)展是基于下述三項(xiàng)技術(shù)的飛速發(fā)展：一是高能永磁及高溫超導(dǎo)技術(shù)的出現(xiàn)；二是高強(qiáng)纖維復(fù)合材料的問世,；三是電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,。利用超導(dǎo)，我們可以把具有一定質(zhì)量的飛輪放在永磁體上邊,，飛輪兼作電機(jī)轉(zhuǎn)子,。當(dāng)給電機(jī)充電時(shí)，飛輪增速儲(chǔ)能,，變電能為機(jī)械能,；飛輪降速時(shí)放能，變機(jī)械能為電能,。儲(chǔ)能飛輪裝置示例：超導(dǎo)體是由鋇釔銅合金制成,，并用液氮冷卻至77K，飛輪腔抽至10-8托的真空度（托為真空度單位,，1Torr（托）=133.332Pa）,，這種飛輪能耗極小，每天僅耗掉儲(chǔ)能的2%,。
1994年,，美國(guó)阿貢（ANL）國(guó)家實(shí)驗(yàn)室用碳纖維試制一個(gè)儲(chǔ)能飛輪：直徑38厘米，質(zhì)量為 11千克,，采用超導(dǎo)磁懸浮,，飛輪線速度達(dá)1000米/秒。它儲(chǔ)存的能量可將10個(gè)100瓦燈泡點(diǎn)燃2～5小時(shí),。該實(shí)驗(yàn)室正在開發(fā)儲(chǔ)能為50千瓦小時(shí)的儲(chǔ)能輪,，最終目標(biāo)是使其儲(chǔ)能達(dá)5000千瓦小時(shí)的儲(chǔ)能飛輪。一個(gè)發(fā)電功率為100萬(wàn)千瓦的電廠,，約需這樣的儲(chǔ)能輪200個(gè),。
1992年美國(guó)飛輪系統(tǒng)公司（AFS）開發(fā)了一種用于汽車上的機(jī)-電電池（EMB），每個(gè)“電池”長(zhǎng)18厘米,，直徑23厘米,，質(zhì)量為23千克,。電池的核心是一個(gè)以20萬(wàn)轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn)的碳纖飛輪，每個(gè)電池儲(chǔ)能為1千瓦小時(shí),，它們將12個(gè)“電池”放在IMPACT轎車上,，能使該車以100千米/小時(shí)的速度行駛480千米。機(jī)-電電池共重273千克,，若采用鉛酸電池,，則共重396千克。機(jī)-電電池所儲(chǔ)的能量為鉛酸電池的2.5倍,，使用壽命是鉛酸電池的8 倍,，且它的“比功率”（即爆發(fā)力）極高，是鉛酸電池的25倍,，是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的10倍,，它可將該車在8秒鐘內(nèi)由靜止加速至100千米/小時(shí)。
5. 抽水儲(chǔ)能
抽水儲(chǔ)能電站儲(chǔ)存能量的釋放時(shí)間從幾小時(shí)到幾天,，綜合效率在70~85%之間,。
水輪機(jī)的效率：轉(zhuǎn)輪技術(shù)模型最高有95%，80-90年代的水輪機(jī)模型效率最高只有90%,。中,、小型水輪機(jī)的效率可能只有75~80%左右。大型水泵的效率大約在85~90%之間,。
再考慮發(fā)電機(jī)效率98%左右,。看起來(lái)抽水儲(chǔ)能的效率也就是70~80%左右,。
6. 超導(dǎo)儲(chǔ)能
超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)（SMES）利用超導(dǎo)體制成的線圈儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量,，功率輸送時(shí)無(wú)需能源形式的轉(zhuǎn)換，具有響應(yīng)速度快(ms 級(jí)),，轉(zhuǎn)換效率高(≥96%),、比容量(1-10 Wh/kg)/比功率(104-105kW/kg)大等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)與電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)大容量能量交換和功率補(bǔ)償,。
SMES 可以充分滿足輸配電網(wǎng)電壓支撐,、功率補(bǔ)償、頻率調(diào)節(jié),、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和功率輸送能力的要求。
7. 氫儲(chǔ)能
氫儲(chǔ)能在電力供過(guò)于求的時(shí)候采用電解水的獲得氫,，然后低溫液態(tài)存儲(chǔ)起來(lái),，在需要的時(shí)候通過(guò)燃燒產(chǎn)生能量，氫也是燃料電池的主要燃料之一,。氫能的生產(chǎn)成本是汽油的4～6倍,，其運(yùn)輸,、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)化過(guò)程的成本也都較化石能源高,。有人提出利用太陽(yáng)能,，風(fēng)能和水能發(fā)電電解水，真正實(shí)現(xiàn)新能源產(chǎn)生新能源,，并達(dá)到儲(chǔ)存能量效果,，真正實(shí)現(xiàn)“清潔能源的可持續(xù)利用”。
可研性報(bào)告審批-立項(xiàng)等前期工作,，具體到建設(shè)階段是：選址.勘測(cè).設(shè)計(jì).確定方案.設(shè)備采購(gòu).開工后先土建部分，電纜溝挖掘,，變壓器地基開挖.儲(chǔ)能電站集裝箱地基開挖,，設(shè)備到貨后電氣設(shè)備安裝，高壓開關(guān)安裝,，箱變安裝,，電纜敷設(shè)，集裝箱安裝.下一步,，低壓電送電,，開關(guān)變壓器電纜試驗(yàn)及二次部分試驗(yàn)，消防調(diào)試,，控制系統(tǒng)調(diào)試等.緊接著就是高壓電接線送電,，進(jìn)入儲(chǔ)能電池單體調(diào)試，聯(lián)調(diào),，下一步,，聯(lián)系電力公司調(diào)度進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試，試運(yùn)行,，進(jìn)行性能測(cè)試,，滿足要求通過(guò)測(cè)試后取得許可進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行.
國(guó)家第一蓄能電站——豐寧電站,。豐寧電站位于河北省承德市豐寧滿族自治縣,，緊鄰京津冀負(fù)荷中心和冀北千萬(wàn)千瓦級(jí)新能源基地。電站總裝機(jī)規(guī)模360萬(wàn)千瓦,，年設(shè)計(jì)發(fā)電量66.12億千瓦時(shí),，年抽水電量87.16億千瓦時(shí)。豐寧電站實(shí)現(xiàn)了三個(gè)“首次”：首次實(shí)現(xiàn)抽蓄電站接入柔性直流電網(wǎng),，首次在國(guó)內(nèi)采用大型變速抽水蓄能機(jī)組技術(shù),，首次系統(tǒng)性攻克復(fù)雜地質(zhì)條件下超大型地下洞室群建造關(guān)鍵技術(shù)，為今后抽蓄電站大規(guī)模開發(fā)建設(shè)提供了技術(shù)保障和工程示范,。
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