“蓄光充放電”一體化設施集光伏發(fā)電,、儲能、微網(wǎng)控制,、電動汽車充電,、用戶休息體驗于一體，將光伏發(fā)電,、智能充電樁,、電站建設融為一體，為用戶提供智能,、高效,、經(jīng)濟、便捷的服務,。
瑞德(300001)該股屬于儲能充電樁智能電網(wǎng)新能源汽車光伏概念,。
“蓄光充放電”一體化設施集光伏發(fā)電,、儲能、微網(wǎng)控制,、電動汽車充電,、用戶休息體驗于一體，將光伏發(fā)電,、智能充電樁,、電站建設融為一體，為用戶提供智能,、高效,、經(jīng)濟,、便捷的服務。
“蓄光充放電”是能源產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向,，對破解新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸具有重要意義,。
1.儲能技術
儲能技術主要分為三大類：物理儲能(如抽水儲能、壓縮空氣儲能,、飛輪儲能等,。)、化學儲能(如鉛酸電池,、氧化還原液流電池,、鈉硫電池、鋰離子電池)和電磁儲能(如超導電磁儲能,、超級電容儲能等),。).
根據(jù)各種儲能技術的特點，飛輪儲能,、超導電磁儲能和超級電容器儲能適用于需要提供短時大脈沖功率的場合,，如應對電壓驟降和瞬時停電、改善用戶電能質量,、抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩,、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性等。抽水蓄能,、壓縮空氣蓄能和電化學電池蓄能適用于調峰,、大規(guī)模應急電源和可再生能源集成等大規(guī)模大容量應用。
儲能效率是指儲能元件儲存的電能與輸入能量的比值,。電池的儲能效率關系到電池的壽命和成本,。要提高電池的儲能效率，就要知道影響儲能效率的因素有哪些,。除了電池本身的結構,，比如組件材料、制造工藝,、電解液配置等,。電池的儲能效率還與一些外界因素如充電狀態(tài)、充放電電流,、充電電壓,、環(huán)境溫度等密切相關,。
2.電池儲能效率測試系統(tǒng)的設計。
電池儲能效率測試系統(tǒng)的基本原理如圖所示,。系統(tǒng)主要部件有：單相智能電表,、充電器、逆變器,、單片機,、負載等。
圖1電池儲能效率測試系統(tǒng)的基本原理
工作過程可以簡要描述為：
充電開始時,，電表連接在交流電源和電池的充電模塊之間,。電池充電后消耗的電能可以通過電表直接讀出。這部分電能包括兩個3360充電器和各種開關器件損耗的電能,，電池的內阻能耗和儲存的電能,。
充電完成后，充電模塊向控制模塊發(fā)送充電完成信號(持續(xù)高電平),，控制模塊將電表數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機,，單片機記錄并顯示數(shù)據(jù)。然后控制模塊向充電模塊發(fā)出指令停止充電電路,，向逆變模塊發(fā)出指令使逆變電路工作并向負載供電,。此時，電表連接在逆變器和負載之間,，負載從電池獲得的電能可以通過電表直接讀取,。由于電表只能檢測220伏交流電，因此從電表中獲得的電能實際上包括
電池的儲能效率關系到電池的壽命和成本,。要提高電池的儲能效率,，就要知道影響儲能效率的因素有哪些。除了電池本身的結構,，比如組件材料,、制造工藝、電解液配置等,。電池的儲能效率還與一些外界因素如充電狀態(tài)、充放電電流,、充電電壓,、環(huán)境溫度等密切相關。
-充電狀態(tài)的影響
荷電狀態(tài)是指電池充電時達到的狀態(tài),?？傊甒ally的充電狀態(tài)是100%。根據(jù)國家的相關規(guī)定,，電池在不同充電狀態(tài)下的儲能效率有不同的標準,。當充電狀態(tài)小于50%時,，要求電池的儲能效率大于95%。當充電狀態(tài)為75%時,，要求電池的存儲效率大于90%,；當荷電狀態(tài)為90%時，要求電池的儲能效率大于85%,。
-充電和放電電流的影響
根據(jù)電池的特性,，大電流放電的電池實際釋放的能量小于小電流放電的電池釋放的能量，說明電池的儲能效率與放電速率有很大關系,。
從圖2可以看出,，當電流變大時，電池的庫侖效率也增加,。這是因為在大電流充放電時,，電池的充放電時間會縮短，所以電池因自放電造成的能量損失相對較小,。但當電流比較小時,，充電效率和放電效率都會隨著電流的增大而增大，過了一定時間后,，又會隨著電流的增大而減小,。這是因為當電流過大時，電池內部的極化現(xiàn)象會加劇,，電池的功率損耗增加,，導致能量損耗增加，從而導致電池的效率降低,。所以在選擇充放電電流時,，不能盲目選擇。如果電流過大或過小,，都會降低電池的效率,。我們應該根據(jù)實際情況來選擇電池的充放電電流。
-充電電壓的影響
實際上,，充電效率是硫酸鉛轉化為二氧化鉛和鉛活性物質時消耗的電量與充電時輸入電池的電量之比,。這里，假設電池沒有自放電,，電池的存儲效率等于充電效率乘以放電效率,。
在充電過程中消耗的電能主要是由于一些副反應，如電池中的氣體析出和腐蝕,。VRLA電池充電效率高,，與荷電狀態(tài)有很大關系。VRLA電池在充滿電之前充電效率會很高,，接近充滿電時充電效率會下降,。以單體電池為例,，其額定電壓一般為2.0V如圖3所示，給出了恒壓充電模式下充電電壓與儲能效率的關系曲線,?？梢钥闯觯旊妷狠^低時,，儲能效率會隨著充電電壓的增加而增加,，超過一定值時會因副反應而降低。
-環(huán)境溫度的影響
當環(huán)境溫度低于10時,，將電池的充電設置為恒壓限流會影響電池內的電流擴散并使其減小,，但對交換電流的密度影響不大，因此加劇了電池內濃差極化,，導致儲能效率降低,。在低溫條件下，放電過程中產(chǎn)生的電解液在充電時的溶解速率會降低到很小的水平,，表面的縫隙無法將電解液的飽和度保持在最低,，在一定程度上阻礙了充電的化學反應，最終的結果就是儲能效率的降低,。
4.飛輪儲能
近年來,，飛輪儲能技術的突破是基于以下三項技術的快速發(fā)展：一是高能永磁和高溫超導技術的出現(xiàn)；二是高強度纖維復合材料的問世,；第三,，電力電子技術的快速發(fā)展。利用超導性,，我們可以把一定質量的飛輪放在永磁體上面,，飛輪也可以作為電機轉子。電機充電時,，飛輪加速儲能,，轉換能量為機械能；當飛輪減速時,，它釋放能量,，將機械能轉化為電能。飛輪儲能器件實例：超導體由Ba-Y-Cu合金制成,，用液氮冷卻到77K,，飛輪腔抽至10-8 Torr (Torr=133.332Pa)的真空度。這種飛輪消耗的能量很少,，每天只有儲存能量的2%,。
1994年,，美國ANL國家實驗室試制出碳纖維儲能飛輪：直徑38厘米,，質量11公斤,，超導磁懸浮，飛輪線速度達到1000米/秒,，其儲存的能量可以點燃10個100瓦燈泡2 ~ 5小時,。該實驗室正在開發(fā)一種儲能容量為50千瓦時的儲能輪，最終目標是一種儲能容量為5000千瓦時的儲能飛輪,。一個發(fā)電量為100萬千瓦的電廠,，大約需要200個這樣的儲能輪。
1992年,，美國飛輪系統(tǒng)公司(AFS)開發(fā)了一種用于汽車的機電電池(EMB),。每個“電池”長18厘米，直徑23厘米,，質量23公斤,。電池的核心是一個轉速為20萬轉/分的碳纖維飛輪，每個電池的儲能容量為1千瓦時,。他們將12塊“電池”放在沖擊車上,，可以讓汽車以每小時100公里的速度行駛480公里。機電電池總重量273kg,，鉛酸電池總重量396kg,。機電電池的儲能是鉛酸蓄電池的2.5倍，使用壽命是鉛酸蓄電池的8倍,，其“比功率”(即爆發(fā)力)極高,，是鉛酸蓄電池的25倍，是汽油機的10倍,。它可以在8秒內將汽車從靜止加速到100公里/小時,。
5.泵送能量存儲
抽水蓄能電站儲存能量的釋放時間從幾個小時到幾天不等，綜合效率在70%-85%之間,。
水輪機效率：轉輪技術模型最高效率95%,，十年代水輪機模型最高效率只有90%。中小型汽輪機的效率可能只有75~80%左右,。大型泵的效率約為85~90%,。
然后考慮98%左右的發(fā)電機效率?？雌饋肀盟蛢δ艿男蚀蟾旁?0~80%左右,。
6.超導儲能
超導儲能系統(tǒng)(SMES)利用超導體制成的線圈來儲存磁場能量，在電力傳輸過程中不需要能量形式的轉換,。它們具有響應速度快(ms級),、轉換效率高(96%)、比容量大(1-10 Wh/kg)/比功率大(104-105kW/kg)等優(yōu)點，可與電力系統(tǒng)實現(xiàn)實時大容量能量交換和功率補償,。
SMES完全可以滿足輸配電網(wǎng)的電壓支持,、功率補償、頻率調節(jié),、系統(tǒng)穩(wěn)定性和輸電能力的要求,。
7.氫能儲存
氫能儲存是在電力供大于求的情況下，利用水的電解作用獲得氫氣,，然后以低溫液態(tài)儲存,，需要時通過燃燒產(chǎn)生能量。氫氣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,，運輸、儲存,、轉換成本也高于化石能源,。有人提出，可以利用太陽能,、風能,、水能發(fā)電、電解水,，真正實現(xiàn)新能源發(fā)電和儲能效果,，真正實現(xiàn)“清潔能源的可持續(xù)利用”。
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