儲能材料工程技術(shù)

電磁儲能包括:超導(dǎo)儲能、電容儲能、超級電容器儲能。

1、超導(dǎo)儲能

超導(dǎo)儲能系統(tǒng)(SMES)利用超導(dǎo)體制成的線圈儲存磁場能量，功率輸送時無需能源形式的轉(zhuǎn)換，具有響應(yīng)速度快(ms 級)，轉(zhuǎn)換效率高(≥96%)、比容量(1-10 Wh/kg)/比功率(104-105kW/kg)大等優(yōu)點，可以實現(xiàn)與電力系統(tǒng)的實時大容量能量交換和功率補償。SMES 可以充分滿足輸配電網(wǎng)電壓支撐、功率補償、頻率調(diào)節(jié)、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和功率輸送能力的要求。

2、超級電容器儲能

超級電容器根據(jù)電化學(xué)雙電層理論研制而成，可提供強大的脈沖功率，充電時處于理想極化狀態(tài)的電極表面，電荷將吸引周圍電解質(zhì)溶液中的異性離子，使其附于電極表面，形成雙電荷層，構(gòu)成雙電層電容。電力系統(tǒng)中多用于短時間、大功率的負載平滑和電能質(zhì)量峰值功率場合，如大功率直流電機的啟動支撐、態(tài)電壓恢復(fù)器等，在電壓跌落和瞬態(tài)干擾期間提高供電水平。

機械儲能包括:抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能。

1、抽水儲能

抽水儲能是在電力負荷低谷期將水從下池水庫抽到上池水庫，將電能轉(zhuǎn)化成重力勢能儲存起來，在電網(wǎng)負荷高峰期釋放上池水庫中的水發(fā)電。抽水儲能的釋放時間可以從幾個小時到幾天，綜合效率在70%~85%之間，主要用于電力系統(tǒng)的調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用等。抽水蓄能電站的建設(shè)受地形制約，當(dāng)電站距離用電區(qū)域較遠時輸電損耗較大。

2、壓縮空氣儲能

壓縮空氣技術(shù)在電網(wǎng)負荷低谷期將電能用于壓縮空氣，將空氣高壓密封在報廢礦井、沉降的海底儲氣罐、山洞、過期油氣井或新建儲氣井中，在電網(wǎng)負荷高峰期釋放壓縮的空氣推動汽輪機發(fā)電。壓縮空氣主要用于電力調(diào)峰和系統(tǒng)備用，壓縮空氣儲能電站的建設(shè)受地形制約，對地質(zhì)結(jié)構(gòu)有特殊要求。

3、飛輪儲能

飛輪蓄能利用電動機帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化成機械能儲存起來，在需要時飛輪帶動發(fā)電機發(fā)電。飛輪系統(tǒng)運行于真空度較高的環(huán)境中，其特點是沒有摩擦損耗、風(fēng)阻小、壽命長、對環(huán)境沒有影響，幾乎不需要維護，適用于電網(wǎng)調(diào)頻和電能質(zhì)量保障。飛輪蓄能的缺點是能量密度比較低。保證系統(tǒng)安全性方面的費用很高，在小型場合還無法體現(xiàn)其優(yōu)勢，目前主要應(yīng)用于為蓄電池系統(tǒng)作補充。