储能技术-复习提纲共98页文档
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储能基础知识一、基本介广义定义:储能即能量的存储。
是指通过介质或者设备,把能量存储起来,基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。
狭义定义:针对电能的存储。
指利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来,并在需要时以电能形式释放的一系列技术和措施。
(后续介绍中均为狭义定义下的电力储能)01.术语和定义电池储能系统(Battery Energy Storage System, BESS):是一个利用采锂电池或铅电池作为能量储存载体,一定时间内存储电能和供应电能的系统,而且提供的电能具有平滑过渡、削峰填谷、调频调压等功能。
电芯(BatteryCelI):单个电池,电池的最小单元。
电池模组(Battery Module/Pack):一系列单个电池的标准封装。
电池架/簇(Battery Rack/Cluster):一系列电池模组组成的储能单元。
电池汇流柜(Battery Collection Panel, BCP):介于电池机架和储能逆变器之间,类似于光伏直流汇流箱。
储能变流器(PoWerCOnVerSionSyStern, PCS):双向直流交流逆变器。
电池管理系统(Battery Management System, BMS):智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。
能量管理系统(Energy Management System, EMS):是一种集软硬件于一体的智能化系统,用于监控、控制和优化能源系统中的能量流动和能源消耗。
它基于数据采集、分析和决策支持技术,能够实时监测能源设备的运行状态、能源消耗情况以及环境条件,从而实现对能源的高效管理和优化。
暖通空调系统(HVA。
:通常用在电池集装箱内,保证电池通风散热和保暖。
电池容量(Battery Capacity):能够容纳或释放的电荷Q, 即电池容量(Ah) =电流(A)X放电时间(h),单位一般为Ah(安时)。
1.1能源能源分类(1)一次能源1)现存于自然界中的原(初)始能源2)未经任何加工或转换(2)二次能源1)一次能源经过加工或转换后的能源2)主要包括:电能、热能、汽油、二甲醚、氢能等其中,电能是最重要的二次能源(3)终端能源扣除初始能源在加工、转换、输送、存储过程中损失或自用能1.3储能技术及其应用较稳定的存在形态的过程。
它包括自然的和人为的两类:自然的储能,如植物通过光合作用,把太阳辐射能转化为化学能储存起来;人为的储能,如旋紧机械钟表的发条,把机械功转化为势能储存起来。
按照储存状态下能量的形态,可分为机械储能、化学储能、电磁储能(或蓄电),风能储存、水能储存等。
和热有关的能量储存,称为蓄热。
在能源的开发、转换、运输和利用过程中,能量的供应和需求之间,往往存在着数量上、形态上和时间上的差异。
为了弥补这些差异,有效地利用能源,常采取储存和释放能量的人为过程或技术手段,称为储能技术。
2.2热能储存技术与原理1.工业余热按其能量形态可以分为三大类:a可燃性余热是指能用工艺装置排放出来的、具有化学热值和物理显热,还可作燃料利用的可燃物即排放的可燃废气、废液、废料等如:焦炉气、矿井瓦斯、炭黑尾气、纸浆黑液、甘蔗渣、木屑、可燃垃圾等b载热性余热常见的大多数余热是载热性余热包括排出的废气和产品、物料、废物等所带走的高温热以及化学反应热等如:锅炉与窑炉的烟道气,燃气轮机、内燃机等动力机械的排气,焦炭、钢铁铸件、水泥、炉渣的高温显热,凝结水、冷却水、散热风等带走的显热,以及排放的废气潜热等c有压性余热通常又叫余压(能)指排气排水等有压液体的能量2.三种储热方式:a显热储热b潜热储热(也称为相变储热)c热化学反应储热(也即化学能储热)a显热储热利用材料所固有的热容进行的热量储存形式(显热储存在无相变的条件下,利用物质因温度变化而发生吸热或放热来进行储热)目前主要应用的显热储热材料有硅质、镁质耐火砖、铸钢铸铁、水、导热油、沙石等热容较大的物质,其中,水的比热大,成本低,主要用于低温储热;导热油、硝酸盐的沸点比较高,可用于太阳能中温储热b潜热储热(相变储热)利用相变材料在物态变化时,吸收或放出大量潜热而进行的显热:是物质不发生相变吸收或放出热量潜热:是物质发生相变过程吸收或放出的热量潜热储存是利用物质发生相变时需要吸收(或放出)热量的特性来进行储热固体物质的晶体结构发生变化。
《新能源与储能技术概论》课程综合复习资料一、判断题1.生物柴油燃烧所产生的二氧化碳远低于植物整个生长过程中所吸收的CO2,有利于缓解温室效应。
答案:√2.AFC使用的电解质为水溶液或稳定的强酸(30%-45%)基质,它起到从阴极到阳极传递H+的作用。
答案:×3.AFC需要使用纯氢作为燃料,因为KOH可能与N2H4,液态氨,甲醇,碳氢化合物和其他液态燃料发生反应。
答案:√4.AFC可以使用纯氧,空气或H2O2作为氧化剂。
但是,如果使用空气代替纯氧,则会降低电池的功率。
答案:√5.电解液通常使用30%-45%的KOH溶液。
电解质中传输的离子导体为OH-,KOH与CO2反应,因此对CO2非常敏感。
答案:√二、单选题1.以下哪一种是异构化反应?A.C2H4+H2->C2H6B.C.CH3COOCH2CH3+H2O→CH3COOH+CH3CH2OHD.答案:D2.利用双功能Pt/SiO2-Al2O3催化剂,葡萄糖()生成山梨醇。
A.脱氢反应B.加氢反应C.水合作用D.氧化反应3.下图利用的是哪种太阳能技术?A.太阳能光热利用技术(Solar thermal energy conversion)B.太阳能光伏发电技术(Solar energy photovoltaic power generation)C.太阳能制氢利用技术(Hydrogen production from solar energy)D.太阳能-生物质能转换利用(Solar energy-biomass conversion)答案:C4.请判断以下哪种情况为积累层?A.B.5.请判断以下哪种情况为积累层?A.B.答案:A6.下图中,哪一种半导体材料可以催化水分解制氢反应?A.BaTiO3B.SiC.SnO2D.Fe2O37.请将光敏剂作用机理排序()。
(1)在光照射下,致敏剂(S)激发成S*;(2)被激发的致敏剂将电子传递给电子继电器,生成S+andR-;(3)R-向水提供电子生成氢气;(4)S+从水里接受电子生成氧。
储能基本知识介绍一、储能的定义储能的定义:通过介质或设备把能量存储起来在需要时再释放的过程。
本文所说的储能仅指电能的储能。
二、储能的技术路线物理类储能的应用形式有抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能。
目前最成熟的大规模储能方式是抽水蓄能,其基本原理是电网低谷时利用过剩电力,将作为液态能量媒体的水从低标高的水库抽到高标高的水库,电网峰荷时高时,把高水库中的水回流到下水库推动水轮发电机发电。
电气类储能的应用形式有超级电容器储能和超导储能。
其中,超导储能是利用超导体的电阻为零特性制成的储存电能的装置,其不仅可以在超导体电感线圈内无损耗地储存电能,还可以通过电力电子换流器与外部系统快速交换有功和无功功率,用于提高电力系统稳定性、改善供电品质。
电化学类储能主要包括各种电化学电池,有锂离子电池(包含三元锂电池、磷酸铁锂离子电池、锰酸锂离子电池、钴酸锂离子电池等)、钠硫电池和液流电池、铅酸电池、铅碳电池等。
这些电池多数技术上比较成熟,近年来成为关注的重点,并有许多实际应用。
热储能有许多不同的技术,如熔融盐储能,其可进一步分为显热储存和潜热储存等。
在一个热储能系统中,热能被储存在隔热容器的媒质中,以后需要时可以转化回电能,也可直接利用而不再转化回电能。
化学类储能主要是指利用氢或合成天然气作为二次能源的载体。
利用待弃掉的风电制氢,通过电解水将水分解为氢气和氧气,从而获得氢。
以后可直接用氢作为能量的载体,再将氢与二氧化碳反应成为合成天然气(甲烷),以合成天然气作为另一种二次能量载体。
从目前水泥行业来说,主要是采用电化学储能技术,目前在水泥行业主流的技术为锂离子电池储能,全钒液流电池储能等。
三、储能的应用场景从整个电力系统的角度看,储能的应用场景可分为发电侧储能、输配电侧储能和用电(户)侧储能三大场景。
发电侧:电力调峰、辅助动态运行、系统调频、可再生能源并网等;输配电侧:缓解电网阻塞、延缓输配电设备扩容升级、根据区域电网负荷及时进行调峰调频等;用电侧(用户侧):电力自发自用、峰谷价差套利、容量电费管理和提升供电可靠性等。
储能基础专业知识单选题库引言概述:储能技术是解决能源存储和供应不平衡问题的关键技术之一。
对于储能专业人员来说,掌握储能基础知识是非常重要的。
本文将从储能技术的基本概念、储能器件、储能系统、储能应用和发展趋势等五个方面详细介绍储能基础专业知识。
正文内容:1. 储能技术的基本概念1.1 储能的定义和分类1.2 储能的重要性和应用领域1.3 储能技术的发展历程2. 储能器件2.1 电化学储能器件2.1.1 锂离子电池2.1.2 钠离子电池2.1.3 燃料电池2.2 磁性储能器件2.2.1 超导储能技术2.2.2 磁性存储技术2.2.3 磁能储存技术2.3.1 压缩空气储能技术2.3.2 弹性储能技术2.3.3 重力储能技术3. 储能系统3.1 储能系统的组成和工作原理3.2 储能系统的分类和特点3.3 储能系统的设计和优化4. 储能应用4.1 电力系统储能应用4.1.1 储能电站4.1.2 微电网储能系统4.1.3 分布式储能系统4.2 交通运输领域储能应用4.2.1 电动汽车储能技术4.2.2 轨道交通储能技术4.2.3 绿色航空储能技术4.3 工业和家庭领域储能应用4.3.1 工业储能系统4.3.3 商业储能系统5. 储能技术的发展趋势5.1 新型储能器件的研发5.2 储能系统的智能化和自适应控制5.3 储能技术的经济性和可持续性改进总结:综上所述,储能技术的基础专业知识包括储能技术的基本概念、储能器件、储能系统、储能应用和发展趋势等五个方面。
储能技术的发展对于解决能源存储和供应不平衡问题具有重要意义。
未来,随着新型储能器件的研发和储能系统的智能化控制,储能技术将进一步提高经济性和可持续性,为能源领域的发展做出更大贡献。
《储能原理与技术》复习资料一、储能作为增强电力系统柔性控制的重要手段,受哪些因素制约?储能在电力系统中发挥的作用?答:受以下几个因素的制约:1、储能系统的成本与所采用的储能技术类型及其实际配置容量紧密相关。
2、即使是同类型的储能技术,在不同的电力市场中或不同的运营商,其效益也是不同的。
3、几个影响运营商评估储能系统效益的重要因素,包括电网中电源类型及其比例、电网的阻塞程度等。
可发挥作用:1、电力调峰。
2、计划内的暂时电能支撑。
3、改善电能质量,包括电流、电压和频率。
4、在电网运行状态恶化时支持电网运行。
5、可再生能源发电高渗透率接入下的电网平衡调节。
6、提高电力资产利用率。
二、简述电池技术目前面临的困难。
答:1、能量密度:能量密度较低,铅蓄电池的能量密度是40W·h/kg,而诸如锂电池或者镍氢电池等新型电池分别能够达到22040W•h/kg和10040W•h/kg.2、充放电循环次数:是指蓄电池所能经受的不影响其容量的充放电循环次数。
与内燃机车中所使用的电池不同,电动汽车中的电池不得不进行深度的放电,这会严重影响其使用寿命。
在高能量电池中,铅酸蓄电池的循环寿命很低,只有180次,锂电池和镍氢电池稍好一些,但也只有1000次。
虽然高功率型蓄电池的循环次数可以分别达到1000、2000和25000次,但是它们并不适用于电动汽车。
3、自放电率:对于镍氢电池,由于氢气会扩散到镍电极,引起自放电而导致电量不断降低。
4、价格:与铅酸蓄电池相比,锂电池非常昂贵,镍氢电池则比锂电池稍微便宜一些。
5、低温特性:铅酸蓄电池在低温环境下的性能会降低,其他电池的这一特性也类似,尤其是锂电池。
而这个问题非常关键,因为电动汽车应该能够在-20℃时正常启动。
6、回收:铅酸蓄电池可以由生产厂家承诺回收,而其他种类的电池若要在电动汽车中大量使用,相关生产厂商也应该形成可工业化应用的回收手段。
三、光伏发电系统中储能容量的设计步骤?答:光伏发电系统中的储能容量配置是由实际的用电需求决定的。
化学电源与储能技术考试重点(南京航空航天大学适用配教材程新群《化学电源(第一版)》)电化学基础及化学电源概论(约50%)【电池的电动势】P4 P28当通过一个可逆电池中的电流为零时,正负电极之间的平衡电极电势之差。
【正负阴阳极】P8正极:电势高;负极:电势低阳极:氧化反应;阴极:还原反应【极化】P8当有电流I通过电化学装置时,将有电极反应发生,同时电极电势将偏离平衡电势,这种现象叫做极化。
【极化曲线】P9 P10图电极在反应中的极化电势φ或过电势η与通过的电流密度i间的关系曲线(三电极法)。
【氧电极反应机理的判别】P24旋转圆环圆盘电极【化学电源(电池)】P25将化学反应产生的能量直接转换为电能的装置。
【第一个真正的化学电源】P25伏打电堆【率先研制锂离子电池】P25索尼公司【各类电池举例】P26一次电池(原电池):Zn/MnO2、碱性Zn/MnO2、Zn/HgO、Cd/HgO、Zn/Ag2O、Li电池二次电池(蓄电池):镉镍电池、铅酸电池、氢镍电池、锂离子电池、锂硫电池储备电池(激活电池):Zn/Ag2O、Mg/AgCl、Pb/HClO4燃料电池(连续电池):质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、金属空气电池【化学电源实现化学能转化为电能时的必要条件】P27①化学反应中失去电子的过程(氧化过程)和得到电池的过程(还原过程)必须分隔在两个区域中进行;②物质在进行转变的过程中电子必须通过外电路。
【电池基本组成部分】P27电极、电解质、隔离物、外壳。
【开路电压】P29两极间所连接的外线路处于断路时两极间的电势差。
【电池的内阻R f】P29电流流过电池时受到的阻力,包括欧姆内阻和电化学反应中电极极化所相当的极化内阻。
【极化内阻R内】P29化学电源的正极与负极在进行电化学反应时因计划所引起的内阻,包括电化学计划和浓差极化所引起的电阻之和。
【工作电压】P29有电流流过外电路时电池两极之间的电势差。
【时率】P30以一定的放电电流放完全部容量所需的时间(h)。
I 汤昊教师局部一、填空题1、目前绝大多数固体氧化物燃料电池都以6%-10% Y2O3 掺杂的ZrO2 为固体电解质。
2、磷酸燃料电池是以浓磷酸为电解质,以贵金属催化的气体集中电极为正、负电极的中温型燃料电池。
3、在MCFC 中,CO2 是必不行少的物质,其在阴极为反响物,在阳极为产物。
4、质子交换膜型燃料电池广泛承受的双极板是石墨板与金属板。
可逆氧化复原反响或者5、法拉第赝电容超级电容器是基于电极外表的活性物质发生的快速法拉第电荷转移反响而产生的法拉第赝电容。
6、金属氧化物在电极/电解液界面产生的法拉第准电容远大于炭材料外表的双电层电容,其容量或许是炭材料电容容量的10-100 倍,有很宽阔的进展前景。
7、双电层超级电容器容量大小随所选电极材料的有效比外表积的增大而增大。
8、双电层超级电容器是基于电解液中离子和电极外表之间的静电吸引而产生的双电层电容,例如承受碳基材料作为电极材料。
9、导电聚合物是一类重要的电化学电容器的电极材料,导电聚合物电极材料的电容量主要也是由法拉第准电容供给的。
10、固体氧化物燃料电池的电解质为固体氧化物,其在高温下具有传递02- _及分别燃料和氧化剂的作用。
11、质子交换膜型燃料电池是以全氟硫酸型固体聚合物为电解质的燃料电池。
12、目前燃料电池最常用的燃料是氢气_。
〔参燃料电池PPT27 页〕13、燃料电池的寿命是指输出电压降至初始值的90 %时的运行时间。
14、电极电势越小,越简洁失去电子,越简洁氧化,是较强的复原剂。
电极电势越大,越简洁得到电子,越简洁复原,是较强的氧化剂。
15、超电势或电极电势与电流密度之间的关系曲线称为极化曲线,它的外形和变化规律反映了电化学过程的动力学特征。
16、集中双电层理论认为,溶液一侧的剩余电荷一局部排在电极外表形成严密层,其余局部依据玻耳兹曼分布规律分散于外表四周肯定距离的液层中,形成二、简分散层。
答题1、第一类导体和其次类导体有什么区分?区分:载流子的不同。
储能行业基础知识一、储能的定义与意义储能是通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放出来的过程,是一种电网供需平衡技术。
传统“刚性”电力系统电能“源—荷”瞬时动态平衡的法则越来越难以为继,未来电力系统必须具备足够的“柔性”以适应高比例可再生能源的新常态。
在这一转变过程中,储能因其具有将电能的生产和消费从时间和空间上分隔开来的能力,成为未来高比例可再生能源电力系统的关键支撑技术之一。
新能源在电力系统中的占比低于20%时,现有的调峰电厂(燃气、水力发电厂)可应付间歇性新能源供电波动;但大于这个比例时,就需要用到供需平衡技术,包括储能、需求侧管理、电网互联。
储能可很好地解决可再生能源引入的挑战,因此在新型电力系统中具有重要地位。
一方面,可解决风光出力高峰与负荷高峰错配的难题,通过削峰填谷,增加谷负荷以促进可再生能源的消纳,减少峰负荷以延缓容量投资需求。
另一方面,可解决风光出力随机性和波动性带来的频率稳定难题,尤其是电化学等响应速度较快的新型储能,能提供调频服务提高电网可靠性。
二、储能技术的分类储能技术主要分为:热储能、电储能、氢储能三大类,其中电储能技术又可进一步划分为:1)电化学储能;2)电磁储能;3)机械储能。
电化学储能包括:锂离子电池、铅蓄电池、钠硫电池、液流电池。
电磁储能包括:超级电容、超导存储等。
机械能储能包括:水力发电、抽水蓄能、固体重力储能,以及通过高速旋转的飞轮的动能储能的飞轮储能、压缩空气储能。
热储能包括:熔融盐储能和储冷。
机械储能的基本原理是电网低谷时利用过剩电力,将作为液态能量媒介的水从低标高的水库抽到高标高的水库,电网峰荷时高标高的水库中的水回流岛下水库,推动水轮发电机发电。
氢储能或合成天然气储能是指利用氢或合成天然气作为二次能源的载体。
利用待弃掉的风电制氢,通过电解水将水分解为氢气和氧气,从而获得氢。
以后可直接用氢作为能量的载体,再将氢与二氧化碳反应成为合成天然气(甲烷),以合成天然气作为另一种二次能量载体。