儲能即儲存多余能源,供應能源時則是將儲存的能源轉換并釋放。雖然這一概念早已存在,但從產業角度來看,卻仍處于初級階段。
根據儲能方式,我們可以將其劃分為物理儲能(如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能)、化學儲能(如鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池)以及電磁儲能(如超級電容器儲能、超導儲能)三類。
電池儲能領域中,鉛酸蓄電池通常適用于大功率場景,作為應急電源、電瓶車及電廠富余能量的儲存設備;而對于小功率場景,可選擇可重復充電的干電池,如鎳氫電池、鋰離子電池等。
全釩液流電池,因其通過釩離子價態變化實現化學能到電能的轉換,被譽為“電力銀行”。該電池已在美國、日本等國得到廣泛應用,技術日趨成熟。相較于鋰電池,全釩液流電池的優勢在于不易燃爆。
電感器儲能,其儲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,會消耗能量,因此許多儲能技術采用超導體。盡管電感儲能尚不完善,但已有實際應用案例報道。
電容器儲能,其儲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。電容儲能易于維持,無需超導體。此外,電容儲能還具備瞬時大功率輸出特性,尤其適用于激光器、閃光燈等應用場景。
超級電容器,又稱電化學電容器,是介于傳統電容器和充電電池之間的新型儲能裝置。其結構與電池相似,主要由雙電極、電解質、集流體和隔離物組成,具有功率密度高、循環壽命長、低溫性能優良、安全性高、可靠性強及環保等特點。然而,由于電介質耐壓有限,存在漏電流問題,故其儲存能量和保持時間受限。現階段,超級電容器主要基于多孔炭電極/電解液界面的雙電層電容,或金屬氧化物或導電聚合物產生的準電容進行能量儲存。
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