1.铅酸蓄电池:
一般衡量电池效率时,有三种效率:安时效率,能量效率和电压效率。
当用蓄电池作为储能系统时,能量效率特别有意义。如果电流保持恒定,在相等的充电和放电时间内,蓄电池放出电量与充入电量的百分比,称为蓄电池的能量效率。
汽车飞轮铅蓄电池效率的典型值是:安时效率约87~93%,能量效率约71~79%,电压效率约85%左右。
比能量也是衡量蓄电池水平的一个指标,即单位重量或单位体积的能量。
比亚迪基于铁电池核心技术实现能源储存,形成对智能网的技术支持。依托先进的铁电池技术,比亚迪电池储能电站可以满足能源存储、削峰调谷的需求,通过均衡用电,解决智能网在建设中的储能难题,形成对智能网的技术支持,对风能、太阳能等新能源功率波动进行平滑。同时,比亚迪储能电站相比于抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等现有储能技术,具有明显的成本和运行寿命优势,储能效率更是高达90%以上,远高于抽水蓄能的60-70%,经济效益突出,需求巨大,应用前景广阔。
2.飞轮储能
近年来,飞轮储能技术取得突破性进展是基于下述三项技术的飞速发展:一是高能永磁及高温超导技术的出现;二是高强纤维复合材料的问世;三是电力电子技术的飞速发展。
利用超导,我们可以把具有一定质量的飞轮放在永磁体上边,飞轮兼作电机转子。当给电机充电时,飞轮增速储能,变电能为机械能;飞轮降速时放能,变机械能为电能。储能飞轮装置示例:超导体是由钡钇铜合金制成,并用液氮冷却至77K,飞轮腔抽至10-8托的真空度(托为真空度单位,1Torr(托)=133.332Pa),这种飞轮能耗极小,每天仅耗掉储能的2%。
1994年,美国阿贡(ANL)国家实验室用碳纤维试制一个储能飞轮:直径38厘米,质量为11千克,采用超导磁悬浮,飞轮线速度达1000米/秒。它储的能量可将10个100瓦灯泡点燃2~5小时。该实验室目前正在开发储能为50千瓦小时的储能轮,最终目标是使其储能达5000千瓦小时的储能飞轮。一个发电功率为100万千瓦的电厂,约需这样的储能轮200个。
1992年美国飞轮系统公司(AFS)开发了一种用于汽车上的机-电电池(EMB),每个“电池”长18厘米,直径23厘米,质量为23千克。电池的核心是一个以20万转/分旋转的碳纤飞轮,每个电池储能为1千瓦小时,它们将12个“电池”放在IMPACT轿车上,能使该车以100千米/小时的速度行驶480千米。机-电电池共重273千克,若采用铅酸电池,则共重396千克。机-电电池所储的能量为铅酸电池的2.5倍,使用寿命是铅酸电池的8 倍,且它的“比功率”(即爆发力)极高,是铅酸电池的25倍,是汽油发动机的10倍,它可将该车在8秒钟内由静止加速至100千米/小时。
飞轮电池是90年代才提出的新概念电池,它突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能。众所周知。当飞轮以一定角速度旋转时,它就具有一定的动能。飞轮电池正是以其动能转换成电能的。高技术型的飞轮用于储存电能,就很像标准电池。飞轮电池中有一个电机,
充电时该电机以电动机形式运转,在外电源的驱动下,电机带动飞轮高速旋转,即用电给飞轮电池“充电”增加了飞轮的转速从而增大其功能;放电时,电机则以发电机状态运转,在飞轮的带动下对外输出电能,完成机械能(动能)到电能的转换。当飞轮电池输出电的时,飞轮转速逐渐下降,飞轮电他的飞轮是在真空环境下运转的,转速极高(高达200000r/min),使用的轴承为非接触式磁轴承。据称,飞轮电池比能呈可达150W·h/kg,比功率达5000-10000W/kg,使用寿命长达25年,可供电动汽车行驶500万公里。
3.抽水储能
抽水储能电站储存能量的释放时间从几小时到几天,综合效率在70~85%之间。
水轮机的效率:现在的转轮技术模型最高有95%,80-90年代的水轮机模型效率最高只90%。中、小型水轮机的效率可能只有75~80%左右。
大型水泵的效率大约在85~90%之间。
再考虑发电机效率98%左右。看起来抽水储能的效率也就是70~80%左右。
4.超导储能
超导储能系统(SMES)利用超导体制成的线圈储存磁场能量,功率输送时无需能源形式的转换,具有响应速度快(ms 级),转换效率高(≥96%)、比容量(1-10 Wh/kg)/比功率(104-105kW/kg)大等优点,可以实现与电力系统的实时大容量能量交换和功率补偿。
SMES 可以充分满足输配电网电压支撑、功率补偿、频率调节、提高系统稳定性和功率输送能力的要求。
5.氢储能
氢储能在电力供过于求的时候采用电解水的方式获得氢,然后低温液态存储起来,在需要的时候通过燃烧产生能量,氢也是燃料电池的主要燃料之一。目前氢能的生产成本是汽油的4~6倍,其运输、存储、转化过程的成本也都较化石能源高。有人提出利用太阳能,风能和水能发电电解水,真正实现新能源产生新能源,并达到储存能量效果,真正实现“清洁能源的可持续利用”。
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