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储能技术简介

储能技术简介. 12 博 2 班 王文俊. 主要内容. 背景介绍. 储能技术的主要类型. 各种储能技术的比较. 1.1 河北首个家用 分布式 光伏 发电 系统成功并网. 太阳能电池板 72 块 总装机量 19 千瓦 总年发电 21728 度. 自用. 可发电约 60 度 / 天. 卖给国家电网. 收回成本 10 年 电池板寿命 25 - 30 年. 节约标准煤 8.69 吨 减排二氧化碳 22.6 吨. 太阳能电池. 光伏发电：光能 电能.

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Presentation Transcript

  1. 储能技术简介 12博2班 王文俊

  2. 主要内容 背景介绍 储能技术的主要类型 各种储能技术的比较

  3. 1.1 河北首个家用分布式光伏发电系统成功并网 太阳能电池板72块 总装机量19千瓦 总年发电21728度 自用 可发电约60度/天 卖给国家电网 收回成本 10年 电池板寿命 25-30年 节约标准煤 8.69吨 减排二氧化碳 22.6吨 太阳能电池 光伏发电：光能 电能

  4. 1.2 分布式发电概念和特点 发电功率在几千瓦至数百兆瓦 分布式发电 小型模块化、分散式的发电单元 间歇性能量 无法稳定发电 布置在用户附近 新型的绿色电力 特点： • 利用可再生能源和清洁能源发电，如太阳能、风能、天然气、生物质能、地热能、海洋潮汐能等 • 用户可自发自用，并将余电有偿输送给国家电网。 • 电力并网难，其分散性和随机变动性不利于所接入配电系统的安全运行

  5. 1.3 储能技术的发展需求 风能、太阳能易受 天气变化影响 储能装置 输出电压和频率有波动性 输出电力无法直接并入电网 电能稳定输出，需要储能装置 储能系统：动态吸收能量并适时释放

  6. 1.3 储能技术的发展需求 储能是电力电网发展的一项关键技术！

  7. 2、储能技术的主要类型 物理储能 抽水储能 √ 主流的储能模式 压缩空气储能 √ 飞轮储能 铅酸电池 √ 化学储能 锂离子电池 √ 商用和示范储能为主 钠硫电池 √ 电力储能技术 镍氢电池 √ 氧化还原液流电池√ 电磁储能 超导储能 超级电容器储能 注：重点介绍用“√ ”标记的储能技术

  8. 2.1 压缩空气储能 压缩 释放 捕风 捕风发电 峰谷电压缩空气 存储压缩空气 释放空气推动 涡轮机发电 存储 压缩空气储能原理示意图

  9. 2.2 抽水储能 电力负荷低谷期抽水储存能量： 下池水库上池水库 电能重力势能 放水发电 抽水存能 电网负荷高峰期放水释放能量： 上池水库下池水库 重力势能电能 抽水储能原理示意图

  10. 2.3 铅酸电池 放电反应 ( 理论电压=2V) PbO2 + 2H2SO4 + Pb PbSO4 + 2H2O + PbSO4 充电反应 • 优点：工作电压平稳 • 温度和电流使用范围宽 • 干式荷电贮存性能好 • 造价较低 • 缺点：比能量低，体型笨重 • 使用重金属铅，不环保 • 循环寿命短 海绵状铅Pb 电解液：稀硫酸 过氧化铅PbO2 铅酸电池示意图

  11. 2.4 锂离子电池 锰酸锂，钴酸锂或者磷酸铁锂 锂离子自由通过，电子不能通过 石墨 • 优点： • 输出电压高（3.6V) • 能量密度大（约555Wh/kg） • 自放电小，循环寿命长 • 无记忆效应，可快速充放电 • 无有毒有害物质 锂离子电池示意图 充电 • 缺点：温度影响电池容量 • 安全性能不好 放电 锂离子： 正极 负极

  12. 锂离子电池充放电注意事项 过度充电 过多的锂离子嵌入负极碳结构后不利于放电 过度放电 负极碳片层结构易塌陷，不利于充电 过大放电电流 内部温度较高易减少放电时间 首次使用时充放电要完全进行 平时使用时可根据需要随时充电

  13. 2.5 钠硫电池 • 优点： • 大电流放电 （200-300mA/cm2） • 理论比能量高达760Wh/Kg，实际大于150Wh/Kg • 充放电效率高 • 原材料和制备成本低 硫和多硫化钠熔盐 • 缺点： • 工作温度较高（300-350℃） 熔融金属钠 β-Al2O3陶瓷管 钠硫电池原理示意图 钠离子（Na+)透过陶瓷管电解质隔膜与硫(S)之间发生的可逆化学反应 储存和释放能量

  14. 2.6 镍氢电池 • 优点： • 输出电压达1.2V • 能量密度高（30-80 Wh/kg） • 可快速充放电 • 循环寿命长 • 缺点： • 自放电大 • 有记忆效应 镍氢电池原理示意图 充放电不完全 致内部结晶 容量暂时性衰减 氢离子（H+）： 氢氧化钾（KOH）电解液 放电 充电 金属或合金氢化物（电池负极）

  15. 2.7 全钒氧化还原液流电池 电解液罐 离子交换膜 正极： V4+ V5++e(Eϴ= +1.00V) 电极 负极： V3+ + e V2+ (Eϴ= -0.26V) • 优点：可快速充放电，100%深度放电 • 循环寿命长，充放电效率高 • 自放电小，无污染 • 结构简单，电池设计灵活 • 使用安全，成本低 泵 充电 负载 放电 充电 全钒氧化还原液流电池原理示意图 放电 • 缺点：能量密度低 （约25Wh/Kg） • 占地面积大 泵 钒离子：电解液罐 电极表面 不同价态钒离子之间发生化学变化 储存和释放电能

  16. 3.1 各种储能技术功率的比较 10MW-100MW: 压缩空气储能、抽水储能 KW-MW级: 液流电池、钠硫电池、铅酸电池

  17. 3.2 各种电池性能的比较

  18. 3.3 各种电池的产业化情况比较

  19. 3.4 各种储能技术的应用对比

  20. 4、小结 • 各种储能技术均有优缺点，需合理选择、综合利用，可考虑的主要因素： • 使用场所（考虑占地面积、使用温度） • 储能规模（考虑功率） • 安全性要求 • 使用时间（考虑循环寿命） • 预算成本 （考虑造价）

  21. 说明：PPT中的主要图片及数据均来自网络，PPT作者仅对可公开获得的资料进行了组织与整理，以用于储能技术方面的知识介绍！说明：PPT中的主要图片及数据均来自网络，PPT作者仅对可公开获得的资料进行了组织与整理，以用于储能技术方面的知识介绍！

  22. Thank You !

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