儲(chǔ)能即儲(chǔ)存多余能源,供應(yīng)能源時(shí)則是將儲(chǔ)存的能源轉(zhuǎn)換并釋放。雖然這一概念早已存在,但從產(chǎn)業(yè)角度來(lái)看,卻仍處于初級(jí)階段。
根據(jù)儲(chǔ)能方式,我們可以將其劃分為物理儲(chǔ)能(如抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能)、化學(xué)儲(chǔ)能(如鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池)以及電磁儲(chǔ)能(如超級(jí)電容器儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能)三類。
電池儲(chǔ)能領(lǐng)域中,鉛酸蓄電池通常適用于大功率場(chǎng)景,作為應(yīng)急電源、電瓶車及電廠富余能量的儲(chǔ)存設(shè)備;而對(duì)于小功率場(chǎng)景,可選擇可重復(fù)充電的干電池,如鎳氫電池、鋰離子電池等。
全釩液流電池,因其通過釩離子價(jià)態(tài)變化實(shí)現(xiàn)化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)換,被譽(yù)為“電力銀行”。該電池已在美國(guó)、日本等國(guó)得到廣泛應(yīng)用,技術(shù)日趨成熟。相較于鋰電池,全釩液流電池的優(yōu)勢(shì)在于不易燃爆。
電感器儲(chǔ)能,其儲(chǔ)存電能與其自身電感和流過電流的平方成正比,即E=L*I*I/2。然而,由于電感在常溫下具有電阻,會(huì)消耗能量,因此許多儲(chǔ)能技術(shù)采用超導(dǎo)體。盡管電感儲(chǔ)能尚不完善,但已有實(shí)際應(yīng)用案例報(bào)道。
電容器儲(chǔ)能,其儲(chǔ)存電能與其自身電容和端電壓的平方成正比,即E=C*U*U/2。電容儲(chǔ)能易于維持,無(wú)需超導(dǎo)體。此外,電容儲(chǔ)能還具備瞬時(shí)大功率輸出特性,尤其適用于激光器、閃光燈等應(yīng)用場(chǎng)景。
超級(jí)電容器,又稱電化學(xué)電容器,是介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的新型儲(chǔ)能裝置。其結(jié)構(gòu)與電池相似,主要由雙電極、電解質(zhì)、集流體和隔離物組成,具有功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、低溫性能優(yōu)良、安全性高、可靠性強(qiáng)及環(huán)保等特點(diǎn)。然而,由于電介質(zhì)耐壓有限,存在漏電流問題,故其儲(chǔ)存能量和保持時(shí)間受限。現(xiàn)階段,超級(jí)電容器主要基于多孔炭電極/電解液界面的雙電層電容,或金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔锂a(chǎn)生的準(zhǔn)電容進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存。
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