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太阳能电池板主要储能装置技术

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太阳能电池板主要储能装置技术

发布日期:2018-06-27 00:00 来源:http://www.2f0s.com 点击:

  由于太阳能电池板发电要受到气候条件的影响,太阳能电池板只能在白天有阳光时才能发电,而且由于太阳辐射强度随时在变化,太阳能电池板发电量也会随时改变,通常与负载用电规律不相符合。因此,对于离网光伏系统,必须配置储能装置,将方阵在有日照时发出的多余电能储存起来,供晚间或阴雨天使用。在有些地区电网供电不很稳定,而负载又很重要,供电不能中断,如军事、通信、医疗等领域等,即使是并网系统,也可配备储能装置。

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  从长远来看,太阳能电池板发电在能源消费结构中所占份额将逐渐扩大,到21世纪末,将在能源供应中占主要地位。然而太阳能电池板发电的工作特点是“日出而作,日落而歇”,而且具有随机性。太阳能电池板和风能都属于间隙性能源,要成为全球的主要能源,必须解决电网能量的储存问题。

  太阳能电池板主要储能技术,到目前为止,人们已经探索和开发了多种形式的电力储能方式,主要可分为机械储能化学储能、电磁储能

  .机械储能

  机械储能是将电能转换为机械能,需要时再将机械能转换成电能。目前实际应用的有以下几种。

  (1)抽水储能

  抽水储能需要配备上、下游两个水库。在电网负荷低谷时段,抽水储能设备工作在电动机状态,将下游水库的水抽到上游水库,将电能转化成重力势能储存起来;电网负荷高峰时,工作在发电机状态,释放上游水库中的水来发电

  抽水储能的释放时间可以从几个小时到几天,一些高坝水电站具有很大储水容量,可以将其用作抽水储能电站进行电力调度。这是目前广泛采用的大规模、集中式电力储能形式。据统计,截至2012年3月,抽水储能占全球大容量存储电能的99%以上,总容量达127000MW

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  抽水储能的优,点是技术上成熟可靠,容量可以做得很大,仅受水库库容限制;缺点是建造受地理条件限制,需合适落差的高低水库,往往远离负荷中心,抽水和发电中有相当多的能量损失,实际综合效率为70% ~75%,储能密度较差,建设周期长,投资大

  (2)飞轮储能

  飞轮储能是将能量以动能形式储存在高速旋转的飞轮中。整个系统由高强度合金和复合材料的转子、高速轴承、双馈电机,电力转换器和真空安全罩组成。电能驱动飞轮高速旋转,电能转变成飞轮动能储存,需要电能时,飞轮减速,电机作为发电机运行,飞轮的加速和减速实现了充电和放电

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  美国德国日本等发达国家对飞轮储能技术进行了大量的研发工作。日本已制造出世界上容量最大的变频调速飞轮储能发电系统(容量为26.5MV.A,电压为1100V转速为510690r/min,转动惯量7.1 x105kg.㎡)。美国马里兰大学也已研究出用于电力调峰的24kW.h的电磁悬浮飞轮系统,飞轮质量为172.8kg,工作转速范围为11610~46345r/min ,破坏转速为48784r/min,系统输出恒压为110~ 240V,全程效率为81%, 经济分析表明,运行3年时间可收回全部成本。欧洲的法国国家科研中心、德国的物理高技术研究所、意大利的SISE都在开展高温超导磁悬浮轴承的飞轮储能系统研究。目前市场上出售的最大的飞轮能源储能系统,最多可储存133kW.h的能量

  飞轮系统运行于真空度较高的环境中,其优点是没有摩擦损耗、风阻小、寿命长、对环境没有影响,几乎不需要维护,适用于电网调频和电能质量保障;缺点是能量密度较低,保证系统安全性方面的费用很高,在小型场合还无法体现其优势,目前主要用于蓄电池系统的补充。超大容量的飞轮储能技术尚不成熟

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  (3)压缩空气储能

  压缩空气储能是20世纪50年代提出的储能方法,系统由两个循环构成:充气压缩循环和排气膨胀循环。压缩时,双馈电机起电动机作用,利用电网负荷低谷时的多余电力驱动压缩机,将高压空气压入地下储气洞;在电网负荷高峰时,双馈电机起发电机作用,储存压缩空气先经过回热器预热,再使用燃料在燃烧室内燃烧,进入膨胀系统中做功(如驱动燃汽轮机)发电。压缩空气储能电站的建设受地形制约,对地质结构有特殊要求。德国、美国、日本和以色列都建成过示范性电站


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