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1、新能源储能技术原理储能技能技术的重要性的重要性由于由于风能、太阳能、海洋能等多种新能源能、太阳能、海洋能等多种新能源发电受受到气候和天气影响，到气候和天气影响，发电功率功率难以保以保证平平稳，而，而我我们知道知道电力系力系统要求是供需一致，要求是供需一致，电能消耗和能消耗和发电量相等，一旦量相等，一旦这平衡遭到破坏，平衡遭到破坏，轻则电能能质量量恶化，造成化，造成频率和率和电压不不稳，重，重则引引发停停电事事故，故，为了解决了解决这一一问题，在，在风力力发电、太阳能光、太阳能光伏伏发电或者太阳能或者太阳能热发电等新能源等新能源发电设备中都中都配配备有有储能装置，在能装置，在电力充沛力充沛时，多
2、余，多余电力可以力可以储存起来，在晚上、弱存起来，在晚上、弱风或者超大或者超大风力力发电机机组停运或者停运机停运或者停运机组过多，多，发电量不足的量不足的时候候释放放出来以出来以满足足负荷需求。荷需求。现有抽水有抽水储能技能技术抽水抽水储能是能是电力力系系统中中应用最用最为广泛的一种广泛的一种储能技能技术，在，在电力力负荷低谷期将水从下池水荷低谷期将水从下池水库抽抽到上池水到上池水库，将，将电能能转化成重力化成重力势能能储存起来，存起来，在在电网网负荷高峰期荷高峰期释放的能源放的能源储存方式。存方式。 抽水抽水储能的能的释放放时间可以从几个小可以从几个小时到几天不到几天不等，等，综合效率在合效
3、率在70%到到85%之之间，主要用于，主要用于电力系力系统的的调峰填谷、峰填谷、调频、调相、相、紧急事故急事故备用等。但是用等。但是抽水抽水储能能电厂一般都建在厂一般都建在远离离负荷荷地点的山地点的山间，在，在储能效率能效率较为低下的基低下的基础上，上，长距离距离输送又要送又要损耗不少耗不少电能，与分散型能，与分散型电力力储存系存系统相比极相比极为不利不利新的新的储能技能技术超导储能飞轮储能超级电容器储能除蓄除蓄电池和抽水池和抽水储能能电站站这些些储能方式，能方式，新新发展起来的有超展起来的有超导储能、能、飞轮储能、超能、超级电容器容器储能、能、氢储能等能等。a.超导储能b.飞轮储能c.超级电
4、容器储能超超导储能能 将一个超将一个超导体体圆环置于磁置于磁场中，降温至中，降温至圆环材料材料的的临界温度以下，撤去磁界温度以下，撤去磁场，由于，由于电磁感磁感应，圆环中中便有感生便有感生电流流产生，只要温度保持在生，只要温度保持在临界温度以下，界温度以下，电流便会持流便会持续下去。下去。试验表明，表明，这种种电流的衰减流的衰减时间不低于不低于10万年。万年。显然然这是一种理想的是一种理想的储能装置，称能装置，称为超超导储能。能。 概概述述超超导储能能优点点 超超导储能的能的优点很多，主要是功率大、点很多，主要是功率大、质量量轻、体、体积小、小、损耗小、反耗小、反应快等等，因快等等，因此此应用
5、很广。如大用很广。如大 功率激光器，需要在瞬功率激光器，需要在瞬时提出数千乃至上万焦耳的能量，提出数千乃至上万焦耳的能量，这就可由就可由超超导储能装置来承担。超能装置来承担。超导储能能还可以用于可以用于电网。当大网。当大电网中网中负荷小荷小时，把多余的，把多余的电能能储存起来，存起来， 负荷大荷大时又把又把电能送回能送回电网，网，这样就可以避免用就可以避免用电高峰和低谷高峰和低谷时的供求矛的供求矛盾。盾。这就是超就是超导储能。能。超超导储能能 超超导线圈通常是圈通常是环形和螺管形。小型及数形和螺管形。小型及数十十MW的中型的中型储能磁体比能磁体比较适合采用漏磁适合采用漏磁场小的小的环形形线圈。
6、螺管形的漏磁圈。螺管形的漏磁场较大，但其大，但其结构构简单，实用于大型的超用于大型的超导储能及需要能及需要现场绕制的超制的超导储能。能。 环形超形超导线圈使用圈使用环形形线圈的圈的优点是磁点是磁场完全完全约束在束在线圈内；因此，不存在漏磁圈内；因此，不存在漏磁问题和和屏蔽要求。屏蔽要求。环形形线圈的制造有两种方式：一种圈的制造有两种方式：一种为连续的螺旋的螺旋圆环绕组；另一种；另一种为由数个短螺由数个短螺线管管线圈圈组成成圆环。设备飞轮储能能概概述述 飞轮储能是指利用能是指利用电动机机带动飞轮高速旋高速旋转，将，将电能能转化成化成动能能储存起来，存起来，在需要的在需要的时候再用候再用飞轮带动发
7、电机机发电的的储能方式。能方式。飞轮储能的研究主要着力能的研究主要着力于研于研发提高能量密度的复合材料技提高能量密度的复合材料技术和和超超导磁磁悬浮技浮技术。其中超。其中超导磁磁悬浮是降浮是降低低损耗的主要方法，而复合材料能耗的主要方法，而复合材料能够提提高高储能密度，降低系能密度，降低系统体体积和重量。和重量。 工工作作原原理理飞轮储能能飞轮储能系能系统主要包括主要包括转子系子系统、轴承系承系统和和转换能量系能量系统三个部分构成。另外三个部分构成。另外还有一些有一些支持系支持系统， 如真空、深冷、外如真空、深冷、外壳和控制系壳和控制系统。基本。基本结构如构如图所示。所示。飞轮储能能使使用用特
8、特点点飞轮储能的技能的技术优势是技是技术成熟度高、高功成熟度高、高功率密度、率密度、长寿命、充放寿命、充放电次数无限以及无次数无限以及无污染等特性。染等特性。飞轮储能的能量密度不能的能量密度不够高、自高、自放放电率高，如停止充率高，如停止充电，能量在几到几十个，能量在几到几十个小小时内就会自行耗尽。内就会自行耗尽。几万几万转高速高速飞轮系系统损耗在耗在100瓦左右，瓦左右，1千千瓦瓦时的系的系统只能只能维持持10小小时的自放的自放电。因此，。因此，飞轮储能最适合高功率、短能最适合高功率、短时间放放电或或频繁繁充放充放电的的储能需求。能需求。由于放由于放电时间有限，有限，飞轮储能不一定是能不一定
9、是调节太阳能太阳能发电波波动的最佳的最佳选择。飞轮储能能我我国国研研发现状状我国的我国的飞轮储能研究始于上世能研究始于上世纪80年代，年代，30多年来，多年来，飞轮储能只能只获得得过两个两个“863”探索探索项目和一个目和一个“八八五五”攻关攻关项目的支持，除国防目的支持，除国防领域域外，公开的外，公开的总共投入共投入经费不足不足500万万元。元。超超级电容器，又叫双容器，又叫双电层电容器、容器、电化学化学电容器，容器， 黄金黄金电容、法拉容、法拉电容，通容，通过极化极化电解解质来来储能。它能。它是一种是一种电化学元件，但在其化学元件，但在其储能的能的过程并不程并不发生化学反生化学反应，这种种
10、储能能过程是可逆的，也正因程是可逆的，也正因为此超此超级电容器可以反复充放容器可以反复充放电数十万次。数十万次。 超超级电容器容器储能能概概述述超超级电容器容器储能能超超级电容器是利用双容器是利用双电层原理的原理的电容器。当外加容器。当外加电压加到加到超超级电容器的两个极板上容器的两个极板上时，与普通，与普通电容器一容器一样，极板的，极板的正正电极存极存储正正电荷，荷，负极板存极板存储负电荷，在超荷，在超级电容器的容器的两极板上两极板上电荷荷产生的生的电场作用下，在作用下，在电解液与解液与电极极间的界的界面上形成相反的面上形成相反的电荷，以平衡荷，以平衡电解液的内解液的内电场，这种正种正电荷与
11、荷与负电荷在两个不同相之荷在两个不同相之间的接触面上，以正的接触面上，以正负电荷之荷之间极短极短间隙排列在相反的位置上，隙排列在相反的位置上，这个个电荷分布荷分布层叫做双叫做双电层，因此，因此电容量非常大。当两极板容量非常大。当两极板间电势低于低于电解液的解液的氧化氧化还原原电极极电位位时，电解液界面上解液界面上电荷不会脱离荷不会脱离电解液，解液，超超级电容器容器为正常工作状正常工作状态（通常（通常为3V以下），如以下），如电容器容器两端两端电压超超过电解液的氧化解液的氧化还原原电极极电位位时，电解液将分解液将分解，解，为非正常状非正常状态。工工作作原原理理超超级电容器容器储能能波波形形图超超级电容器容器储能能优缺缺点点优点点在很小的体积下达到法拉级的电容量；无须特别的充电电路和控制放电电路；和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响；从环保的角度考虑，它是一种绿色能源；超级电容器可焊接，因而不存在像电池接触不牢固等问题； 缺点缺点如果使用不当会造成电解质泄漏等现象；和铝电解电容器相比，它内阻较大，因而不可以用于交流电路；
