化學(xué)儲(chǔ)能電站主要類型及發(fā)展現(xiàn)狀

2018-01-25 11:06:59 計(jì)鵬新能源　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

儲(chǔ)能技術(shù)是指將電能、熱能、機(jī)械能等不同形式的能源轉(zhuǎn)化成其他形式的能量存儲(chǔ)起來(lái)，在需要時(shí)將其轉(zhuǎn)化成所需要的能量形式釋放出去。簡(jiǎn)而言之

儲(chǔ)能技術(shù)是指將電能、熱能、機(jī)械能等不同形式的能源轉(zhuǎn)化成其他形式的能量存儲(chǔ)起來(lái)，在需要時(shí)將其轉(zhuǎn)化成所需要的能量形式釋放出去。簡(jiǎn)而言之，任何一種以轉(zhuǎn)化的能源形式的儲(chǔ)存并釋放能量的技術(shù)，都屬于儲(chǔ)能技術(shù)。

儲(chǔ)能技術(shù)主要有物理儲(chǔ)能(如抽水蓄能)、化學(xué)儲(chǔ)能(如鉛酸電池)和電磁儲(chǔ)能(如超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能)三大類。

化學(xué)儲(chǔ)能主要包括鉛酸電池、鈉硫電池、鋰離子電池和液流電池等，現(xiàn)對(duì)目前主要的化學(xué)儲(chǔ)能電站類型及發(fā)展作簡(jiǎn)單介紹。

一、鉛酸電池儲(chǔ)能電站

鉛酸蓄電池，電極主要由鉛制成，電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。一般分為開(kāi)口型電池及閥控型電池兩種。它具有價(jià)格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和適于大電流放電等特點(diǎn)。1986年，德國(guó)建成了世界第一個(gè)鉛酸電池儲(chǔ)能電站，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，在傳統(tǒng)鉛酸電池的基礎(chǔ)上，閥控式密封鉛酸電池也被研制出來(lái)，大大推動(dòng)了鉛酸電池的發(fā)展。近年來(lái)，新型的鉛酸蓄電池，如卷繞式電池、鉛炭電池、雙極性電池等正在快速發(fā)展。特別是鉛炭電池，國(guó)內(nèi)商業(yè)應(yīng)用得到大力推廣。

二、鈉硫電池儲(chǔ)能電站

鈉硫電池能量密度和轉(zhuǎn)換效率高，是一種能夠同時(shí)適用于功率型儲(chǔ)能和能量型儲(chǔ)能的蓄電池,不過(guò)鈉硫電池的制造比較困難，對(duì)電池材料、電池結(jié)構(gòu)要求高，因此制造成本較高,安全性相對(duì)也稍差。在鈉硫電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化方面日本居于世界領(lǐng)先地位，目前只有日本NGK公司的鈉硫電池產(chǎn)品已經(jīng)商業(yè)化。截止到2014年6月，世界范圍內(nèi)安裝的納硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)450MW/3000MWh。我國(guó)鈉硫電池的發(fā)展是以中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所為代表的。2006年，上海市電力公司與中科院上海硅酸鹽研究所聯(lián)合開(kāi)發(fā)出大容量鈉硫電池，其關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵工藝已取得重大突破。2010年世界博覽會(huì)期間，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所提供在100KW、800KWh鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在上海世博園智能電網(wǎng)綜合示范工程中并網(wǎng)運(yùn)行，是國(guó)內(nèi)唯一公開(kāi)報(bào)道的納硫電池示范項(xiàng)目。

三、鋰電池儲(chǔ)能電站

鋰電池是一種以鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料，使用非水電解質(zhì)溶液的一次電池，鋰電池分為兩種：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池;鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。1991年索尼公司發(fā)布首個(gè)商用鋰離子電池之后，鋰電池得到廣泛應(yīng)用，主要用于水力、火力、風(fēng)力和太陽(yáng)能電站等儲(chǔ)能電源系統(tǒng)，郵電通訊的不間斷電源，以及電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)汽車、軍事裝備、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域。

鋰離子電池大容量集成接入電網(wǎng)的應(yīng)用直到2008年10月后才開(kāi)始有報(bào)道。美國(guó)A123公司已開(kāi)發(fā)出2MW×0.25h的H-APU柜式磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，2008年11月，A123公司聯(lián)合GE公司，與美國(guó)AES公司與合作，于2009年在賓夕法尼亞州實(shí)施了2MW的H-APU柜式磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)。目前，全球范圍內(nèi)鋰電池儲(chǔ)能儲(chǔ)能電站較多，其中規(guī)模較大的儲(chǔ)能電站主要有美國(guó)A123、Valence,韓國(guó)三星SDI和LG，日本松下、索尼及中國(guó)比亞迪、中航鋰電、萬(wàn)向、東莞新能源等。總之，大容量鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)展勢(shì)頭迅猛，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>

四、全釩液流電池儲(chǔ)能電站

全釩液流電池是一種是一種以釩為活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的氧化還原電池，它是一種新型清潔能源存儲(chǔ)裝置，有著壽命長(zhǎng)、成本低、維護(hù)少、效率高的特點(diǎn)，其研究始于20世紀(jì)80年代的澳大利亞新南威爾士大學(xué)。

五、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)二十多年的研發(fā)，釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。在日本，用于電站調(diào)峰和風(fēng)力儲(chǔ)能的固定型(相對(duì)于電動(dòng)車用而言)釩電池發(fā)展迅速，大功率的釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)已投入實(shí)用，并全力推進(jìn)其商業(yè)化進(jìn)程。目前主要研究并應(yīng)用全釩液流電池的有日本住友電工公司(SEI)、奧地利GILDEMEISTER公司、北京普能世紀(jì)科技有限公司、大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司等。

原標(biāo)題:化學(xué)儲(chǔ)能電站主要類型及發(fā)展現(xiàn)狀

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