储能技术现状与发展

发展创新性储能技术对加快发展我国新能源产业有
决定性意义
储能技术
储能技术分类：
机械储能：抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能 化学储能：铅酸电池、镍系电池、锂系电池、液流电池、 钠硫电池 电磁储能：超导储能、超级电容器储能
机械储能
机械储能指电能通过转换为机械能的形态储存起 来，在需要时，可再由机械能转换为电能为用电设备 提供电能。
电池外壳
隔离板
其它 ( 液口栓 . 盖子等 )
应用电子技术专业
化学储能——铅酸电池
原理：铅蓄电池内的阳极 (PbO2) 及阴极 (Pb) 浸到电解液 ( 稀硫酸 ) 中，两极间会产生 2V 的电力。
放电状态，阴阳极及电解液即会发生如下的变化：
( 阳极 ) ( 电解液 ) ( 阴极 ) PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ( 放电反应 ) ( 过氧化铅 ) ( 硫酸 ) ( 海绵状铅 )
化学储能——铅酸电池
襄 樊 驼 峰 电 池 生 产 设 备
化学储能
铅酸电池 镍系电池 锂系电池 液流电池 钠硫电池
化学储能——铅酸电池
构成铅蓄电池之主要成份如下：
阳极板 ( 过氧化铅 .PbO2 )---> 活性物质
阴极板 ( 海绵状铅 .Pb) ---> 活性物质
电解液 ( 稀硫酸 ) ---> 硫酸 ( H2SO4) + 水 ( H2O)
由于放电时在阳极板，阴极板上所产生的硫酸铅会在 充电时被分解还原成硫酸 , 铅及过氧化铅 。
充电到最后阶段时，电流几乎都用在水的电解 ，而阴 极板就产生氢，阳极板则产生氧。
化学储能——铅酸电池
化学储能——铅酸电池
化学储能——铅酸电池
襄 樊 驼 峰 电 池 生 产 设 备
化学储能——铅酸电池
襄 樊 驼 峰 电 池 生 产 设 备
储能技术现状与发展
储能技术
应用电子技术专业
储能技术 ▪ 什么是储能技术？
特指通过机械的、电磁的、电化学电等 方法，将能量存储起来，在需要的时候，再 通过机械的、电磁的、电化学的方法转变为 电能，为用电设备提供电能的技术。
应用电子技术专业
储能技术 储能技术有什么用？
智风 能能 电发 网电
光 伏 发 电
抽水储能 压缩空气储能 飞轮储能
机械储能
抽 水 储 能
机械储能
抽 水 储 能
机械储能
发展现状：
19世纪90年代于意大利和瑞士得到应用，据统计目
抽 前全世界共有超过90GW的抽水蓄能机组投入运行。
水
日、美、西欧等国20世纪60～70年代出现抽水蓄能
储
能 电站的建设高峰。其中日本是世界上机组水平最高的国
电 动 车
通电 信子 电产 源品
军 工 产 品
Leabharlann Baidu储能产业是战略性基础产业
储能技术
储能设备分类
功率等级
≤1W 1W～100W
≤500W
能量等级
MWh Wh
≤500Wh
10kW～200kW 2kWh～200kWH
100kW～500kW
1kW
～500kWh
5kWh
10kW～100kW 30kWh
兆瓦 吉瓦 MWh、GWh级
蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸即会与阴、阳极 板上的活性物质产生反应 , 生成新化合物『硫酸铅』。
应用电子技术专业
化学储能——铅酸电池
充电，则阴阳极及电解液即会发生如下的变化：
( 阳极 ) ( 电解液 ) ( 阴极 ) PbSO4 + 2 H2O + PbSO4 ---> PbO2 + 2 H2SO4 + Pb ( 充电反应 ) ( 硫酸铅 ) ( 水 ) ( 硫酸铅 )
飞
污染、应用范围广、适应性强等特点。
轮
目前用于调峰、风力发电，太阳能储能、电动汽车、
储 能
UPS、低轨道卫星、电磁炮、鱼雷。
国内相关单位：清华大学工程物理系飞轮储能实验
室、华科大、华北电大、中科院电工所。2009年8月5
日，国内最先进和可靠的两台250kVA移动式飞轮发电
车落户北京电力公司，执行供电保障和应急供电任务
家，在技术方面引领世界潮流。
我国上世纪90年代开始发展，有广州抽水蓄能1期，
十三陵，浙江天荒坪等抽水蓄能电站。资料统计，已装
机5.7GW，占全国装机容量的1.8%。
机械储能
优点：
技术上成熟可靠，容量可以做的很大，受水库
抽
库容限制。
水 储
缺点：
能
建造受地理条件限制，需合适落差的高低水库，
远离负荷中心；抽水和发电中有相当数量的能量被
损失，储能密度较差； 建设周期长，投资大；
机械储能
压缩控制储能（compressed air energy
storage ，CAES）是一种类似于燃气轮发电设备。
压
缩
需要储能时，采用电动空气压缩设备，将空气缩到
空
大型储气设备中实现储能。需要释放能量时，利用
气
储
压缩空气驱动气轮发电机组发电，实现机械能与电
设备类型
便携 储能设备
移动 储能设备
固定 储能设备
用户举例
电子表、手机 电子设备、电动工具
电动自行车 节能与新能源汽车
铁路机车、城市轨道交通车
家用储能设备 小型工业和商业设施
智能电网、风能、光伏 移峰填谷储能电站
储能技术
近几十年来，储能技术的研究和发展一直受到各国
能源、交通、电力、电讯等部门的高度重视
能
能的转换。
机械储能
压 缩 空 气 储 能
机械储能
发展现状：
压
世界上第一个商业化CAES电站为1978年在德
缩
国建造，装机容量为 290 MW，换能效率77%。
空
气
美国在2009年将压缩空气储能列为未来十大技
储 能
术。美国电力研究协会（EPRI）建有220MW压缩
空气试验站。
我国对压缩空气储能技术尚处于初始研究阶段。
机械储能
飞轮储能（ Flywheel Energy Storage ）将能
量以动能形式储存在高速旋转的飞轮中。由高强度
飞 轮
合金和复合材料的转子、高速轴承、双馈电机，电
储
力转换器和真空安全罩组成。
能
电能驱动飞轮高速旋转，电能变飞轮动能储存，
需要时，飞轮减速，电动机做发电机运行，飞轮的
加速和减速实现了充电和放电。
机械储能
飞 轮 储 能
1999 年欧洲 Urenc Power 公司利用高强度 碳纤维和玻璃 纤维复合材料制作飞轮，转速为 42 000 rad/min，2001 年 1 月系统投入运行，充当UPS，储能量达到 18 MJ
机械储能
飞 轮 储 能
机械储能
飞 轮 储 能
机械储能
特点：
储能密度高、充放电速度快、效率高、寿命长、无