根據(jù)電化學(xué)雙電層理論研制而成的,,又稱(chēng)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。
電類(lèi)儲(chǔ)能有多少種類(lèi)型?電氣類(lèi)儲(chǔ)能的應(yīng)用形式只有超級(jí)電容器儲(chǔ)能和超導(dǎo)儲(chǔ)能,。
1,、超級(jí)電容器儲(chǔ)能
根據(jù)電化學(xué)雙電層理論研制而成的,又稱(chēng)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,。
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,,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,、超導(dǎo)儲(chǔ)能
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(cryogenic vessel) (杜瓦Dewar )中的線(xiàn)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(xiàn)圈中循環(huán)流動(dòng)的直流電流儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中,。
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)。
3,、鉛酸電池
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,。
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(lèi)電池,。目前有逐漸被其他電池(如鋰離子電池)替代的趨勢(shì),。
4、鋰離子電池
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)。
由于鋰離子電池在電動(dòng)汽車(chē),、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。
5,、鈉硫電池
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)。
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(lèi)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,。
6 ,、全釩液流電池
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。
液流電池有多個(gè)體系,,其中全釩氧化還原液流電池(vanadium redox flow battery, 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年以后被的普能公司收購(gòu),,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?xún)?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,。
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很有希望取代
釩電池,,全稱(chēng)全釩氧化還原液流電池,,是一種以釩為活性物質(zhì)呈循環(huán)流液態(tài)的氧化還原電池。由于安全性能突出以及循環(huán)壽命長(zhǎng),,釩電池有望在某些領(lǐng)域發(fā)展為鋰電池的“繼任者”,。與動(dòng)力電池相比,儲(chǔ)能電池多用于電源,、電網(wǎng),、用戶(hù)側(cè)以及基站、3C產(chǎn)品等,,與國(guó)家能源安全有著更為緊密的關(guān)聯(lián)。
經(jīng)美國(guó),、日本,、澳大利亞等國(guó)的使用驗(yàn)證,與鉛酸,、鎳氫電池相比,,釩電池具有大功率、長(zhǎng)壽命,、支持頻繁大電流充放電,、安全性高等優(yōu)勢(shì),,主要用于再生能源并網(wǎng)發(fā)電、電網(wǎng)儲(chǔ)能,、大型智能微電網(wǎng)等,。在此背景下,全釩液流電池有望率先成為我國(guó)新型電力儲(chǔ)能系統(tǒng)的“后備軍”,。多位行業(yè)專(zhuān)家認(rèn)為,,釩電池的活性物質(zhì)為釩離子水溶液,常溫常壓運(yùn)行,,不會(huì)發(fā)生燃燒和爆炸,;釩電池充放電循環(huán)壽命可達(dá)15000次以上,日歷壽命可達(dá)20年,;是釩資源大國(guó),,儲(chǔ)量居世界首位,國(guó)家能源安全有保障,,定價(jià)權(quán)掌握在自己手里,。
濰坊液流儲(chǔ)能科技有限公司,,位于山東省濰坊高新區(qū)汶泉發(fā)展區(qū)段家社區(qū)櫻前街以北高七路以東,、濰柴國(guó)際配套產(chǎn)業(yè)園22#廠房,成立于2022年2月,。
該公司主要營(yíng)運(yùn)業(yè)務(wù)有:工程和技術(shù)研究和試驗(yàn)發(fā)展,、電池制造、輸配電及控制設(shè)備制造,、電力設(shè)施器材制造,、電子專(zhuān)用材料制造、電池銷(xiāo)售,、智能輸配電及控制設(shè)備銷(xiāo)售,、技術(shù)服務(wù)、技術(shù)開(kāi)發(fā),、技術(shù)咨詢(xún),、技術(shù)交流、技術(shù)轉(zhuǎn)讓,、技術(shù)推廣,、電氣設(shè)備修理、節(jié)能管理服務(wù),、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)等,。
釩電池的全稱(chēng)是全釩液流電池,,是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的氧化還原電池,。釩電池經(jīng)過(guò)20多年的研發(fā),,技術(shù)已經(jīng)日趨成熟,在國(guó)家最新公布的電力規(guī)劃中,,把釩電池作為新能源的一種形態(tài),,主要用在儲(chǔ)能系統(tǒng)中。但是釩電池產(chǎn)業(yè)鏈涉及很多上下游企業(yè),,這些企業(yè)中有的上市了,,有的沒(méi)上市,所以說(shuō)釩電池只是新能源中的一種形態(tài)概念,,不是指具體的新能源概念股,。
原因是實(shí)質(zhì)為楊氏模量,,是材料變形后回彈的指標(biāo),,表示材料存儲(chǔ)彈性變形能量的能力。復(fù)數(shù)模量的實(shí)數(shù)部分,,表示黏彈性材料在形變過(guò)程中由于彈性形變而儲(chǔ)存的能量,。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(lèi),。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(hù)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,;
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