电能储存技术.docx

自人类应用电力160 多年来，电力极大地影响了我们的生活。但是，如何方便经济地储存电力，仍然是困扰科学家的难题，目前人们还无法实现大规模的储存电能，因此，电力的生产和消费几乎是同时发生的。由于受环境影响因素较大，很少利用自然资源类型直接作为电能存储的媒介，比如，太阳能，风能，海浪能，潮汐能，这些类型的能源也必须结合合适的电能存储设备才能充分发挥调峰的功效。电能的存储设备通常需要将电能转化为其他类型的能量，在特定时间段内，将此种类型的能量再次反转为电能以用于生产生活所需。 全球储能技术主要有化学储能（如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池、超级电容器等）物理储能（如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等）,、和电磁储能（如超导电磁储能等）三大类。目前技术进步最快的是化学储能，其中钠硫、液流及锂离子电池技术在安全性、能量转换效率和经济性等方面取得重大突破，产业化应用的条件日趋成熟。电池储能是运用电气化学原理，将电能转变为化学能，然后通过逆反应将化学能转化为电能的一种技术。常规的电气化学元件是蓄电池。钠硫电池是美国福特公司于1967年首先发明公布的，至今才40年左右的历史。电池通常是由正极、负极、电解质、隔膜和外壳等几部分组成。一般常规二次电池如铅酸电池、镉镍电池等都是由固体电极和液体电解质构成，而钠硫电池则与之相反，它是由熔融液态电极和固体电解质组成的，构成其负极的活性物质是熔融金属钠，正极的活性物质是硫和多硫化钠熔盐钠硫电池作为新型化学电源家族中的一个新成员出现后，已在世界上许多国家受到极大的重视和发展。但随着时间的推移表明，钠硫电池在移动场合下(如电动汽车)使用条件比较苛刻，无论从使用可提供的空间、电池本身的安全等方面均有一定的局限性。所以在80年代末和90年代初开始，国外重点发展钠硫电池作为固定场合下(如电站储能)应用，并越来越显示其优越性。物理储能中最成熟也是世界应用最普遍的是抽水蓄能，主要用于电力系统的调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用等。其能量转换效率在7075左右。目前世界范围内抽水蓄能电站总装机容量9000万千瓦，约占全球发电装机容量的3。它的原理是要把低水位的水泵至高水位的水库中，将电能转换成水的势能储存起来。待负荷尖峰出现时，再启动水轮发电机组向电网补充电能。可以说，一定比例的抽水蓄能电站在电力系统中是必不可少的。抽水蓄能电站具有两大特性：一、它既是发电厂，又是用户，抽水储能是在电能过剩的情作用是其他任何类型发电厂所没有的；二、启动迅速，运行灵活、可靠，对负荷的急剧变化可做出快速反应，除调峰填谷外，还适合承担调频、调相、事故备用等任务。抽水储能目前在世界各国得到了普遍采用。但是这种储能方式造价较高，建设周期较长，而且抽水储能电站的选址又受到地形的限制，建设难度较大。以上是目前已经实现的一些电能存储方法，一般是通过将电能转换成机械能或是化学能的方式来储存它。然而就目前情况看,只有超导储能才是真正意义上的储存电能。科学家们发现，电流在超导中没有损耗，可以长时间的保持下去。由于超导储能储能效率比其他几种技术要高，还能够长时间的储存，而且是以直接存电（不是将电能转换为其他形式的能量间接地存储起来）的方式来储存电能，因此，超导储能会有很广阔的发展前景。据测算，如能在高温超导上取得突破，从而采用大规模的超导材