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化学储能电站主要类型及发展现状
日期:2018-01-30 11:37:00 | 来源:计鹏新能源 | 点击率:566
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 储能技术是指将电能、热能、机械能等不同形式的能源转化成其他形式的能量存储起来,在需要时将其转化成所需要的能量形式释放出去。简而言之,任何一种以转化的能源形式的储存并释放能量的技术,都属于储能技术

储能技术主要有物理储能(如抽水蓄能)、化学储能(如铅酸电池)和电磁储能(如超导电磁储能)三大类。

化学储能主要包括铅酸电池、钠硫电池、锂离子电池和液流电池等,现对目前主要的化学储能电站类型及发展作简单介绍。

一、铅酸电池储能电站

铅酸蓄电池,电极主要由铅制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。一般分为开口型电池及阀控型电池两种。它具有价格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和适于大电流放电等特点。1986年,德国建成了世界第一个铅酸电池储能电站,经过多年的发展,在传统铅酸电池的基础上,阀控式密封铅酸电池也被研制出来,大大推动了铅酸电池的发展。近年来,新型的铅酸蓄电池,如卷绕式电池、铅炭电池、双极性电池等正在快速发展。特别是铅炭电池,国内商业应用得到大力推广。

 

二、钠硫电池储能电站

钠硫电池能量密度和转换效率高,是一种能够同时适用于功率型储能和能量型储能的蓄电池,不过钠硫电池的制造比较困难,对电池材料、电池结构要求高,因此制造成本较高,安全性相对也稍差。在钠硫电池的研发和产业化、商业化方面日本居于世界领先地位,目前只有日本NGK公司的钠硫电池产品已经商业化。截止到2014年6月,世界范围内安装的纳硫电池储能系统已经达450MW/3000MWh。我国钠硫电池的发展是以中国科学院上海硅酸盐研究所为代表的。2006年,上海市电力公司与中科院上海硅酸盐研究所联合开发出大容量钠硫电池,其关键技术和关键工艺已取得重大突破。2010年世界博览会期间,中国科学院上海硅酸盐研究所提供在100KW、800KWh钠硫电池储能系统在上海世博园智能电网综合示范工程中并网运行,是国内唯一公开报道的纳硫电池示范项目。

 

三、锂电池储能电站

锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料,使用非水电解质溶液的一次电池,锂电池分为两种:锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池;锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。1991年索尼公司发布首个商用锂离子电池之后,锂电池得到广泛应用,主要用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,邮电通讯的不间断电源,以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。

锂离子电池大容量集成接入电网的应用直到2008年10月后才开始有报道。美国A123公司已开发出2MW×0.25h的H-APU柜式磷酸铁锂电池储能系统,2008年11月,A123公司联合GE公司,与美国AES公司与合作,于2009年在宾夕法尼亚州实施了2MW的H-APU柜式磷酸铁锂电池储能系统接入电网。目前,全球范围内锂电池储能储能电站较多,其中规模较大的储能电站主要有美国A123、Valence,韩国三星SDI和LG,日本松下、索尼及中国比亚迪、中航锂电、万向、东莞新能源等。总之,大容量锂离子电池储能系统在电力系统中的应用发展势头迅猛,发展潜力巨大。

 

四、全钒液流电池储能电站

全钒液流电池是一种是一种以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池,它是一种新型清洁能源存储装置,有着寿命长、成本低、维护少、效率高的特点,其研究始于20世纪80年代的澳大利亚新南威尔士大学。

 

五、结语

经过二十多年的研发,钒电池技术已经趋近成熟。在日本,用于电站调峰和风力储能的固定型(相对于电动车用而言)钒电池发展迅速,大功率的钒电池储能系统已投入实用,并全力推进其商业化进程。目前主要研究并应用全钒液流电池的有日本住友电工公司(SEI)、奥地利GILDEMEISTER公司、北京普能世纪科技有限公司、大连融科储能技术发展有限公司等。

 

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