能量形式众多,包括电磁能、机械能、化学能、光能、热量等等,因此能量的储能方式也是多种多样,目前已经成熟的储能技术有抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、电化学储能以及储热和储氢技术。所有储能技术大致可以分为功率型和能量型两大类。功率型储能技术包括电化学储能和飞轮储能,其特点是效率高、成本高、反应速度快达毫秒级,可用于一次调频等需要快速响应的场合;能量型储能技术包括抽水蓄能、压缩空气储能、储热和储氢技术,其特点是体量大、成本低、反应速度一般在几分钟到十几分钟,适合于大批量储能,对成本要求低,实时性要求不高的项目。
电化学储能主要包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、钒液流电池、锌空气电池、氢镍电池、燃料电池以及超级电容器,其中铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池和液流电池是研究的热点和重点。电化学储能是储能市场保持增长的新动力,随着电化学储能技术的不断改进,电化学储能系统的制造成本和维护成本不断下降、储能设备容量及寿命不断提高,电化学储能将得到大规模的应用,成为中国储能产业新的发展趋势。电化学储能市场以锂离子电池储能为主导,铅蓄电池储能是重要组成部分,其余电化学储能方式如液流电池、超级电容、钠硫电池发展速度也很快。
又称抽水发电,是目前世界上应用最广泛的大规模、大容量的储能技术,在全球的装机规模中,抽水蓄能占比超过94%,占据绝对的主导地位。抽水蓄能系统包括下水库,抽水泵(水力发电机)、上水库三部分,利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。它可将电网负荷低时的多余电能,转变为电网高峰时期的高价值电能。
目前在光伏电站上采用抽水蓄能的案例非常少,但抽水蓄能和光伏发电有较强的互补性,都是清洁可再生能源。在光照资源丰富,水资源且具有地势落差的地方,通过光伏 抽水储能相结合,可以推动光伏可持续发展。抽水蓄能电站具有启动灵活、爬坡速度快等常规水电站所具有的优点和低谷储能的特点,可以很好地缓解光伏给电力系统带来的不利影响。
光伏扬水系统也是抽水蓄能的一种方式,通过扬水逆变器和水泵,把水从低处抽到高处的水塔,需要用水时,再从水塔取水,用这种储水方式代替代蓄电池,成本低,又方便。
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