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二、电气类储能
电气类储能的应用形式只有超级电容器储能和超导储能。
1、超级电容器储能
根据电化学双电层理论研制而成的,又称双电层电容器,两电荷层的距离非常小(一般0.5mm以下),采用特殊电极结构,使电极表面积成万倍的增加,从而产生极大的电容量。
超级电容器储能开发已有50多年的历史,近二十年来技术进步很快,使它的电容量与传统电容相比大大增加,达到几千法拉的量级,而且比功率密度可达到传统电容的十倍。超级电容器储能将电能直接储存在电场中,无能量形式转换,充放电时间快,适合用于改善电能质量。由于能量密度较低,适合与其他储能手段联合使用。
2、超导储能
超导储能系统是由一个用超导材料制成的、放在一个低温容器(cryogenicvessel)(杜瓦Dewar)中的线圈、功率调节系统(PCS)和低温制冷系统等组成。能量以超导线圈中循环流动的直流电流方式储存在磁场中。
超导储能适合用于提高电能质量,增加系统阻尼,改善系统稳定性能,特别是用于抑制低频功率振荡。但是由于其格昂贵和维护复杂,虽然已有商业性的低温和高温超导储能产品可用,在电网中应用很少,大多是试验性的。SMES在电力系统中的应用取决于超导技术的发展(特别是材料、低成本、制冷、电力电子等方面技术的发展)。
三、电化学类储能
电化学类储能主要包括各种二次电池,有铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池和液流电池等,这些电池多数技术上比较成熟,近年来成为关注的重点,并且还获得许多实际应用。
1、铅酸电池
铅酸电池是世界上应用最广泛的电池之一。铅酸电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中,两极间会产生2V的电势,这就是铅酸电池的原理。
铅酸电池常常用于电力系统的事故电源或备用电源,以往大多数独立型光伏发电系统配备此类电池。目前有逐渐被其他电池(如锂离子电池)替代的趋势。
2、锂离子电池
锂离子电池实际上是一个锂离子浓差电池,正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构。充电时,Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,此时负极处于富锂态,正极处于贫锂态;放电时则相反,Li+从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极,正极处于富锂态,负极处于贫锂态。
由于锂离子电池在电动汽车、计算机、手机等便携式和移动设备上的应用,所以它目前几乎已成为世界上应用最为广泛的电池。锂离子电池的能量密度和功率密度都较高,这是它能得到广泛应用和关注的主要原因。它的技术发展很快,近年来,大规模生产和多场合应用使其价格急速下降,因而在电力系统中的应用也越来越多。锂离子电池技术仍然在不断地开发中,目前的研究集中在进一步提高它的使用寿命和安全性,降低成本、以及新的正、负极材料的开发上。
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