储能技术 ppt课件
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储能PPT
• 1.4：不污染环境 • 如果蓄电池在充电、放电过程总中或者 废弃回收过程中污染了环境，这种蓄电池 就悖于太阳能光伏发电绿色环保的初衷， 抵消了太阳能电池的就能减排效果；在这 方面物理法储能要独特的优势。
• 1.5：性能价格比高，电能储存成本低
• 这里，我们引进一个“1kwh电能储存成本 ”的概念： • K=Q/ C×T • K：1kwh电能储存成本 • Q：储能装置1kwh的价格；如某12v/50Ah 的蓄电池200元， Q=200/12×50/1000=333.3元 • T：使用寿命，24小时充电、放电循环一次 • C：修正系数，即：蓄电池或者储能装置的 瓦时效率 • 例：12v/50Ah的蓄电池200元，瓦时效率
• 1.3：充电放电循环次数多 • 充电放电循环次数多实际上是表现在使用 的寿命长，这是一个非常重要的指标。当 然，这里还涉及放电深度问题、使用环境 温度问题、充放电倍率问题；单体电池串 联、并联的平衡问题等等；它们虽然重要 ，但目前还不是最重要的问题，许多企业 仅仅在上面某个指标上有所突破，就标称 是太阳能光伏蓄电池，是及5：压缩空气储能 压缩空气根据压力——体积关系进行储能，它可以存储电厂(热、核、风或光伏)的剩余 能量，然后在贫电时期或峰值负荷的时候供电。压缩空气储能系统由以下组成：空气 压缩机、膨胀涡轮机、电动机一发电机、架空储罐或者地下储槽。 压缩空气系统可以工作在恒体积模式或者恒压力模式 恒体积压缩时，压缩空气储 存在压力罐中、矿洞中、枯竭的油田或气田中或者废弃的矿井中。然而这种系统有一 个缺点，即空气压力随着压缩空气从储存空间中逐渐耗尽而不断下降，电力输出也就 随着空气压力的下降而减少。 恒压力压缩时，空气储存在地上的变容罐中或地下含水 层。利用罐盖上的重量，变容罐可以维持压力恒定。如果利用地下含水层，压力可以 近似保持恒定恒压力压缩时，空气储存在地上的变容罐中或地下含水层。1利用罐盖上 的重量，变容罐可以维持压力恒定。如果利用地下含水层，压力可以近似保持恒定， 不过存储体积会增加，因为空气排走了周围岩石中的水。发电过程中，被压缩空气排 走的水只会引起存储压力下降几个百分点，可以保持发电速率所必需的恒定。 运行能耗应包括为压缩空气的冷却，以耗散压缩产生的热量。否则，空气温度会升至 1000。C——结果使得存储容量缩水，并且对矿井的岩壁有负面影响。当能量释放时 ，能量还会由于降温效应发生损失。 压缩空气储能系统的储能效率是一系列元件效率 的函数，例如压缩机效率、电动机一发电机效率、热损失和压缩空气泄漏。据估计， 总体的双程能效约为50％. 通常压缩空气储存在岩洞、废矿井、放弃的管道里。热损失和压缩空气的泄漏将直接 影响系统的效率。
相变储能PPT课件
相变储能技术中的一些材 料具有易燃、易爆等特性， 需要加强安全防护措施。
未来相变储能技术的发展方向
新型材料的研发
未来相变储能技术将更加注重新 型材料的研发和应用，以提高储
能效率和安全性。
智能化控制
随着物联网、云计算等技术的发展， 未来相变储能技术将更加注重智能 化控制，实现能源的智能调度和优 化管理。
广泛应用前景。
航空航天领域
总结词
相变储能技术在航空航天领域中具有重要应用价值，能够为航天器的温度调节提供稳定可靠的解决方 案。
详细描述
在航空航天领域，航天器的温度调节是一个关键问题。相变储能技术由于其高效稳定的温度调节特性 ，被广泛应用于航天器的温度控制系统。通过在航天器中应用相变储能技术，可以确保航天器在各种 复杂环境下都能够保持稳定的温度状态，从而提高航天器的可靠性和安全性。
工业余热回收案例
总结词
相变储能技术在工业余热回收领域的应用， 通过回收和再利用工业生产过程中产生的余 热，提高能源利用效率。
详细描述
在工业生产过程中，大量余热被浪费。相变 储能技术可以将这些余热储存起来，并在需 要时释放。例如，在钢铁、化工等高能耗产 业中，相变储能技术可以用于回收烟气、冷 却水等过程中的余热，再用于供暖、发电等 用途，提高能源利用效率，降低生产成本。
THANKS FOR WATCHING感谢您的Biblioteka 看电池热管理案例要点一
总结词
相变储能技术在电池热管理领域的应用，通过控制电池温 度，提高电池性能和使用寿命。
要点二
详细描述
电池在充放电过程中会产生热量，过高的温度会影响电池 性能和使用寿命。相变储能技术可以通过在电池组中添加 相变材料，实现对电池温度的有效控制。在电池温度升高 时，相变材料吸收热量并储存，降低电池温度；在电池温 度降低时，相变材料释放热量，维持电池温度稳定。这种 技术可以提高电池的充放电性能和使用寿命。
未来相变储能技术的发展方向
新型材料的研发
未来相变储能技术将更加注重新 型材料的研发和应用，以提高储
能效率和安全性。
智能化控制
随着物联网、云计算等技术的发展， 未来相变储能技术将更加注重智能 化控制，实现能源的智能调度和优 化管理。
广泛应用前景。
航空航天领域
总结词
相变储能技术在航空航天领域中具有重要应用价值，能够为航天器的温度调节提供稳定可靠的解决方 案。
详细描述
在航空航天领域，航天器的温度调节是一个关键问题。相变储能技术由于其高效稳定的温度调节特性 ，被广泛应用于航天器的温度控制系统。通过在航天器中应用相变储能技术，可以确保航天器在各种 复杂环境下都能够保持稳定的温度状态，从而提高航天器的可靠性和安全性。
工业余热回收案例
总结词
相变储能技术在工业余热回收领域的应用， 通过回收和再利用工业生产过程中产生的余 热，提高能源利用效率。
详细描述
在工业生产过程中，大量余热被浪费。相变 储能技术可以将这些余热储存起来，并在需 要时释放。例如，在钢铁、化工等高能耗产 业中，相变储能技术可以用于回收烟气、冷 却水等过程中的余热，再用于供暖、发电等 用途，提高能源利用效率，降低生产成本。
THANKS FOR WATCHING感谢您的Biblioteka 看电池热管理案例要点一
总结词
相变储能技术在电池热管理领域的应用，通过控制电池温 度，提高电池性能和使用寿命。
要点二
详细描述
电池在充放电过程中会产生热量，过高的温度会影响电池 性能和使用寿命。相变储能技术可以通过在电池组中添加 相变材料，实现对电池温度的有效控制。在电池温度升高 时，相变材料吸收热量并储存，降低电池温度；在电池温 度降低时，相变材料释放热量，维持电池温度稳定。这种 技术可以提高电池的充放电性能和使用寿命。
储能PPT
大容量、高密度、 成本高 高效率
各种应用
大容量、高密度、 成本高，安全 各种应用 高效率 隐患 大容量、长寿命 长寿命、高效率 大容量 能量密度低 能量密度低 成本高 电能质量、可靠性、频率控制、 削峰填谷、能量管理 输配电系统稳定性、脉冲功率 电能质量、输配电系统稳定性
液流电池 电容器 超导电磁
02
其他 燃料
为什么要用到储能技术？
重要的原因是不稳定的能源会随环境流失，得不到有效的利用，需要
先使用储能技术将这些可用的
的利用。利用化学或者物理方法将产生的能量存储起来并在需要的时 释放的一系列技术与措施。
能源
保存起来，然后得到有效
有哪些储能技术呢？
机械类
电气类
超级电容器储能、超导储 能
抽水储能、压缩空气储能、飞轮 储能
01
储能技术
05
电化学类
各种二次电池
02 03
化学类
合成天然气、电解水
04
热储能
储热、储冷、采用想变材 料和热化学材料储能
电容器储能
电容器储能
根据电化学双电层理论研制而成，又称双层电 层电容器，两电荷层距离非常小（0.5mm）， 采用特殊电极结构，使电极表面积成万倍增加， 从而产生极大的
电容量。
基本原理
04
生活中的储能例子
THANK
YOU
电感器储能
超导储能
超导储能是利用超导体的电阻为零特性制成的储存电能的装置其 不仅可以在超导体电感线圈内无损耗地储存电能，还可以通过电 力电子换流器与外部系统快速交换有功和无功功率，用于提高电 力系统稳定性、改善供电品质。将一个超导体圆环置于磁场中， 降温至圆环材料的临界温度以下，撤去磁场，由于电磁感应，圆 环中便有感应电流产生，只要温度保持在临界温度以下，电流便 会持续下去。试验表明，这种电流的衰减时间不低于10万年。显 然这是一种理想的储能装置，称为超导储能。超导储能的优点很 多，主要是功率大、质量轻、体积小、损耗小、反应快等等，因 此应用很广。如大功率激光器，需要在瞬时提出数千乃至上万焦 耳的能量，这就可有超导储能装置来承担。超导储能还可以用于 电网。当大电网中负荷小时，把多余的电能储存起来，负荷大时 又把电能送回电网，这样就可以避免用电高峰和低谷时的供求矛 盾。
《能源储能技术》PPT课件
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7
飞轮储能
飞轮储能是指利用电动机带动飞轮
高速旋转，将电能转化成动能储存起来，
概
在需要的时候再用飞轮带动发电机发电
述
的储能方式。飞轮储能的研究主要着力 于研发提高能量密度的复合材料技术和
超导磁悬浮技术。其中超导磁悬浮是降
低损耗的主要方法，而复合材料能够提
高储能密度，降低系统体积和重量。
ppt课件
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5Байду номын сангаас
超导储能
优 点
超导储能的优点很多，主要是功率大、 质量轻、体积小、损耗小、反应快等等，因 此应用很广。如大 功率激光器，需要在瞬时 提出数千乃至上万焦耳的能量，这就可由超 导储能装置来承担。超导储能还可以用于电 网。当大电网中负荷小时，把多余的电能储 存起来， 负荷大时又把电能送回电网，这样 就可以避免用电高峰和低谷时的供求矛盾。 这就是超导储能。
述 是一种电化学元件，但在其储能的 过程并不发生化学反应，这种储能 过程是可逆的，也正因为此超级电 容器可以反复充放电数十万次。
ppt课件
12
超级电容器储能
理工 作 原
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超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到 超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的 正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的 两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界 面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电 荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之 间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双 电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的 氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液， 超级电容器为正常工作状态（通常为3V以下），如电容器 两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分 解，为非正常状态。
储能PPT解析
储能技术与原理
王小霞
目录
01 储能技术分类 02 储能材料 03 储能方法 04 生活中的储能例子
01
储能技术分类
一次能源 二次能源
化石 燃料
核能
可再生 能源
电能
能源的分类
热能
其他 燃料
固、液、气体燃料
核裂变、核聚变
水能、太阳能、风能、地 热能、海洋能、生物质能
最重要、应用最广
地热、水热 二甲醚（CH3OCH3）、
碳是自然界广泛存在的一种元素， 具有多样性、特异性和 广泛性的特点。碳元素可以 sp、sp2 、sp3 三种杂化方式形
碳sp2 成固体单质。而
杂化形成的碳质材料的基元
结构是二维石墨烯片层。
储能材料
扩充储电空间——高的能量密度 控制微观结构和宏观织构——高的功率特性 提高石墨烯片层结构完整性——低内阻和高导电特性 机械劈裂法(mechanical cleavage)获得单层和薄层石墨烯
基本原理 应用
铅酸电池
铅酸电池储能
铅酸电池是世界上应用最广泛的电池之一。铅酸电 池内的阳极（PbO2）及阴极（Pb）浸到电解液中， 两极会产生2V的电势，这就是其原理，经由充放电， 则阴阳极及电解液即会发生以下变化。
PbO2+2H2SO4+Pb -->PbSO4+2H2O+PbSO4 阴阳极在电解液中放电，硫酸铅
储能材料分类
智能电网
锂离子电池
新能源电动车（石墨烯）
分类依据有很多，这里我们按储存能量的媒体介质原材 料划分，也可以按应用领域划分，分为热能材料，电能 材料、和储氢或储光的高复合型材料。
什么是智能电网？
以物理电网为基础，将现代先进的传感、通讯、计算机技术紧密 结合形成的新型电网，是运输电力，保证相比于传统电力的安全 可靠，是载输电力的主要材料，结合了多种学科知识。
王小霞
目录
01 储能技术分类 02 储能材料 03 储能方法 04 生活中的储能例子
01
储能技术分类
一次能源 二次能源
化石 燃料
核能
可再生 能源
电能
能源的分类
热能
其他 燃料
固、液、气体燃料
核裂变、核聚变
水能、太阳能、风能、地 热能、海洋能、生物质能
最重要、应用最广
地热、水热 二甲醚（CH3OCH3）、
碳是自然界广泛存在的一种元素， 具有多样性、特异性和 广泛性的特点。碳元素可以 sp、sp2 、sp3 三种杂化方式形
碳sp2 成固体单质。而
杂化形成的碳质材料的基元
结构是二维石墨烯片层。
储能材料
扩充储电空间——高的能量密度 控制微观结构和宏观织构——高的功率特性 提高石墨烯片层结构完整性——低内阻和高导电特性 机械劈裂法(mechanical cleavage)获得单层和薄层石墨烯
基本原理 应用
铅酸电池
铅酸电池储能
铅酸电池是世界上应用最广泛的电池之一。铅酸电 池内的阳极（PbO2）及阴极（Pb）浸到电解液中， 两极会产生2V的电势，这就是其原理，经由充放电， 则阴阳极及电解液即会发生以下变化。
PbO2+2H2SO4+Pb -->PbSO4+2H2O+PbSO4 阴阳极在电解液中放电，硫酸铅
储能材料分类
智能电网
锂离子电池
新能源电动车（石墨烯）
分类依据有很多，这里我们按储存能量的媒体介质原材 料划分，也可以按应用领域划分，分为热能材料，电能 材料、和储氢或储光的高复合型材料。
什么是智能电网？
以物理电网为基础，将现代先进的传感、通讯、计算机技术紧密 结合形成的新型电网，是运输电力，保证相比于传统电力的安全 可靠，是载输电力的主要材料，结合了多种学科知识。
储能方式ppt课件
超级电容器：根据电化学双电层理论研制而成，可提供强大的脉冲功率，充电时处于 理想极化状态的电极表面，电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使其附于电极 表面，形成双电荷层，构成双电层电容；
锂离子电池：便携式储能，大型化困难，造价高，运行温度高，易短路。
大容量储能电池目前的两种技术路线：钠硫电池（单结电池容量600安时以上）和液流 电池；小型锂离子电池并联
如果深度、快速大功率放电时，可用容量会下降。其特点是能量密度低，寿命短。 铅酸电池今年通过将具有超级活性的炭材料添加到铅酸电池的负极板上，将其循环寿 命提高很多。
5
锂离子电池： 是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。主要应用
于便携式的移动设备中，其效率可达 95%以上，放电时间可达数小时，循环次数可达 5000 次或更多，响应快速，是电池中能量最高的实用性电池，目前来说用的最多。 近年来技术也在不断进行升级，正负极材料也有多种应用。
能量密度不够高、自放电率高，如停止充电，能量在几到几十个小时内就会自行耗 尽。
超级电容器储能： 用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的电容量。与利用化学反
应的蓄电池不同，超级电容器的充放电过程始终是物理过程。充电时间短、使用寿命 长、温度特性好、节约能源和绿色环保。目前研究的方向是能否做到面积很小，电容 更大。超级电容器的发展迅速，特别是石墨烯材料为基础的新型超级电容器。 不足之处：
1
简述
抽水储能：将电能转化成重力势能储存起来；
压缩空气储能：将电能用于压缩空气，将空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气 罐、山洞、过期油气井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩的空气推动汽轮 机发电；
飞轮储能：将电能转化成机械能储存起来，在需要时飞轮带动发电机发电；
锂离子电池：便携式储能，大型化困难，造价高，运行温度高，易短路。
大容量储能电池目前的两种技术路线：钠硫电池（单结电池容量600安时以上）和液流 电池；小型锂离子电池并联
如果深度、快速大功率放电时，可用容量会下降。其特点是能量密度低，寿命短。 铅酸电池今年通过将具有超级活性的炭材料添加到铅酸电池的负极板上，将其循环寿 命提高很多。
5
锂离子电池： 是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。主要应用
于便携式的移动设备中，其效率可达 95%以上，放电时间可达数小时，循环次数可达 5000 次或更多，响应快速，是电池中能量最高的实用性电池，目前来说用的最多。 近年来技术也在不断进行升级，正负极材料也有多种应用。
能量密度不够高、自放电率高，如停止充电，能量在几到几十个小时内就会自行耗 尽。
超级电容器储能： 用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的电容量。与利用化学反
应的蓄电池不同，超级电容器的充放电过程始终是物理过程。充电时间短、使用寿命 长、温度特性好、节约能源和绿色环保。目前研究的方向是能否做到面积很小，电容 更大。超级电容器的发展迅速，特别是石墨烯材料为基础的新型超级电容器。 不足之处：
1
简述
抽水储能：将电能转化成重力势能储存起来；
压缩空气储能：将电能用于压缩空气，将空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气 罐、山洞、过期油气井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩的空气推动汽轮 机发电；
飞轮储能：将电能转化成机械能储存起来，在需要时飞轮带动发电机发电；
储能系统ppt课件
液平行流过电极表面并发生电化学反应，通过双电极板收集和传导电流，从而
使得储存在溶液中的化学能转换成电能
ppt课件
10
全钒液流电池
12
钒电池作为储能系统使用，具有以下特点：
➢ 功率大：美国商业化示范运行的钒电池的
功率已达6兆瓦
➢ 自放电低，在系统处于关闭模式时，储罐
中的电解液无自放电现象；
➢ 能量效率高，可达75%~80%，性价比非常
小时。
• 电池放电C率
充放电倍率=充放电电流/额定容量；
例如：额定容量为100Ah的电池用20A放电
时，其放电倍率为0.2C。
• 蓄电池的比能量：
Wh/kg，指单位质量/体积的器件可提供
的能量，其典型单位是Wh/kg或Wh/L。
ppt课件
3
铅酸蓄电池
05
铅酸蓄电池最明的特征是其顶部有可拧开的塑料密封盖，上面还有通气孔。铅酸蓄电
据相关媒体报道，与其他储能技术相比，全钒液流电池储能技术因其使用
寿命长、规模大、安全可靠等突出的优势，成为规模储能的首选技术之一。
2012年，美国制定的储能技术发展规划已经将全钒液流电池列在首位。
ppt课件
12
全钒液流电池
14
中国万亿储能市场将启动
按照我国《新能源汽车(行情专区)产业发展规划》和近年来电池行业数据的
✓ 循环寿命长
主要用途：可充电锂离子电池是目前手机、笔记本电脑等现代数码产
品中应用最广泛的电池
ppt课件
7
（4）钠硫电池
钠硫电池由正极、负极、电解质、隔膜
和外壳组成，与一般二次电池（铅酸电池、
镍镉电池等）不同，钠硫电池是由熔融电极
和固体电解质组成，负极的活性物质为熔融
使得储存在溶液中的化学能转换成电能
ppt课件
10
全钒液流电池
12
钒电池作为储能系统使用，具有以下特点：
➢ 功率大：美国商业化示范运行的钒电池的
功率已达6兆瓦
➢ 自放电低，在系统处于关闭模式时，储罐
中的电解液无自放电现象；
➢ 能量效率高，可达75%~80%，性价比非常
小时。
• 电池放电C率
充放电倍率=充放电电流/额定容量；
例如：额定容量为100Ah的电池用20A放电
时，其放电倍率为0.2C。
• 蓄电池的比能量：
Wh/kg，指单位质量/体积的器件可提供
的能量，其典型单位是Wh/kg或Wh/L。
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3
铅酸蓄电池
05
铅酸蓄电池最明的特征是其顶部有可拧开的塑料密封盖，上面还有通气孔。铅酸蓄电
据相关媒体报道，与其他储能技术相比，全钒液流电池储能技术因其使用
寿命长、规模大、安全可靠等突出的优势，成为规模储能的首选技术之一。
2012年，美国制定的储能技术发展规划已经将全钒液流电池列在首位。
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12
全钒液流电池
14
中国万亿储能市场将启动
按照我国《新能源汽车(行情专区)产业发展规划》和近年来电池行业数据的
✓ 循环寿命长
主要用途：可充电锂离子电池是目前手机、笔记本电脑等现代数码产
品中应用最广泛的电池
ppt课件
7
（4）钠硫电池
钠硫电池由正极、负极、电解质、隔膜
和外壳组成，与一般二次电池（铅酸电池、
镍镉电池等）不同，钠硫电池是由熔融电极
和固体电解质组成，负极的活性物质为熔融
储能 技术
11.1 概述
主要储能技术性能对比
技术类型 抽水蓄能
容量 (MW·h)
500~100 00
能量转 换效率 （％）
70~85
响应 速度
s~min
体积能量密 度
(kW·h /m3)
0.2~2
体积功 率密度 （kW/m
3）
0.1~0.2
循环寿命 （次）
＞15000
周期寿命 （a）
安 全 性
环境影响
40~60
电磁储能
超级电容
1 0.01~1.5 85~90 ~20m
s
10~20
40000~ 120000
10000~100000
30
钠硫电池
0.001~10
83
20ms ~s
150~300
120~16 2500~4500/10
0
0%DOD
10
钒液流电池 0.03~3
60
20ms ~s
15~25
0.5~2
13000/100%D OD
其他, 9246, 5%
3301, 2%
其他物理储能, 电化学储能、熔融盐储热与储氢项目的
2650, 1%
装机容量分别达到3.30GW，3.28GW和
容量单位（MW）
20MW。抽水蓄能是全球装机规模最大的
全球累计运行的储能项目装机规模及比例
储能技术，也是目前发展最为成熟的储 能技术。
11.1 概述
1.2传感器技术认知
1.2.3 传感器的分类
4、按敏感元件与被测对象之间的能量关系。
依靠敏感元件材料本身物理性 物性 质的变化来实现信号变换。如： 型 水银温度计
依靠传感器结构参数的变化实现信 结
面向新能源应用的储能技术PPT课件
v
➢ 综合控制（对应不同风速）
➢ 储能（case：必须最大功率跟踪；风电场参与调频）
储能作用示例：风电波动抑制
风电场出力波动限值（MW）
风电场装机容量 10min最大变化
<30
20
30-150
装机容量/1.5
>150
100
1min最大变化 6
装机容量/5 30
➢ 综合控制（对应不同风速） ➢ 储能（case：必须最大功率跟踪） ➢ 大范围消纳可平抑波动 ➢ 波动范围限值是否合理？为何必须最大功率跟踪？
发电 （稳定、可控）
输电、变电、配电
用电
（随机、不可控、可预测）
调度
➢ 充裕性：发电侧输出功率稳定且可控，用电侧负荷随机性大 ➢ 稳定性：以同步发电机为基础，同步运行，3000r/min
传统电力系统的特点（续）
➢ 充裕性：一组可控变量跟随一组随机变量 调频，调峰
传统电力系统一直在解决负荷的波动性和随机性问题！
未来电力系统的特点
火电 水电 核电
发电 （稳定、可控）
输电、变电、配电
用电
（随机、不可控、可预测）
调度
大规模风电、太阳能 （随机、不稳定、 难预测、难控制）
未来电力系统：多组随机变量的平衡！
电动汽车、新能源微网 （随机、移动、
不Байду номын сангаас控、难预测）
风光电、微网的高渗透将使电力系统运行方式发生深刻变化！
汇报提纲
第470次香山科学会议
面向新能源应用的储能技术
2013.10.17
汇报提纲
新能源定义与规划 新能源并网中的科学问题 基于储能的解决方法 一些认识
新能源定义
储能PPT
•1：光伏发电对蓄 电池（储能系统） 的5项基本要
• 1.1：高的瓦时效率
•
•
由于太阳电池发电成本比较高，所以蓄电池的充电、放电效率，是太阳能 光伏发电储能蓄电池的最重要、最基本的就是指标，但是又是被绝大多数蓄 电池生产企业所忽视的指标。 蓄电池的效率分电压效率、安时效率和瓦时效率，前两项是蓄电池广场所关 注的，对于太阳能光伏发电系统我们最关心的是瓦时效率，这是因为太阳能 光伏发电的成本比较高，我们不希望光伏发电的电能在存储的过程中损失掉 ，这对于提高太阳能光伏发电系统效率非常重要。目前太阳能光伏发电系统 中最大的能量损失在于蓄电池，遗憾的是几乎没有一个蓄电池厂家关注这个 问题。普通蓄电池的瓦时效率是随使用时间而变化的，新的铅酸蓄电池的瓦 时效率可以达到90%，旧的铅酸蓄电池瓦时效率只有60-70%；再者，蓄电池 的瓦时效率是指25℃条件下的效率，当环境温度在零下或者40℃以上时实际 效率要下降许多，蓄电池的效率往往不被大家注意，其实它对于独立太阳能 光伏发电系统非常重要。
• 3：飞轮电池
• 飞轮储能是一个古老的技术。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。为进一步减少轴承损耗，人们想到去掉轴承，用磁 铁将转子悬浮起来， 超导磁悬浮原理是这样的：当我们将一块永磁体的一个极对准超 导体，并接近超异体时，超导体上便产生了感应电流。该电流产生的磁场刚好与永磁 的磁场相反，于是二者便产生了斥力。由于超导体的电阻为零，感生电流强度将维持 不变。若永磁体沿垂直方向接近超导体，永磁体将悬空停在自身重量等于斥力的位置 上，而且对上下左右的干扰都产生抗力，干扰力消除后仍能回到原来位置，从而形成 稳定的磁悬浮。若将下面的超导体换成永磁体，则两永磁体之间在水平方向也产生斥 力，故永磁悬浮是不稳定的。 利用超导这一特性，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。由上式可知，飞轮储能大小除与飞轮的质量（重量）有关外，还与飞轮上 各点的速度有关，而且是平方的关系。因此提高飞轮的速度（转速）比增加质量更有 效。但飞轮的转速受飞轮本身材料限制。转速过高，飞轮可能被强大的惯性离心力撕 裂。故采用高强度、低密度的高强复合纤维飞轮，能储存更多的能 量。目前选用的碳 纤维复合材料，其轮缘线速度可达1000米／秒，比子弹速度还要高。正是由于高强复 合材料的问世，飞轮储能才进入实用阶段。
• 1.1：高的瓦时效率
•
•
由于太阳电池发电成本比较高，所以蓄电池的充电、放电效率，是太阳能 光伏发电储能蓄电池的最重要、最基本的就是指标，但是又是被绝大多数蓄 电池生产企业所忽视的指标。 蓄电池的效率分电压效率、安时效率和瓦时效率，前两项是蓄电池广场所关 注的，对于太阳能光伏发电系统我们最关心的是瓦时效率，这是因为太阳能 光伏发电的成本比较高，我们不希望光伏发电的电能在存储的过程中损失掉 ，这对于提高太阳能光伏发电系统效率非常重要。目前太阳能光伏发电系统 中最大的能量损失在于蓄电池，遗憾的是几乎没有一个蓄电池厂家关注这个 问题。普通蓄电池的瓦时效率是随使用时间而变化的，新的铅酸蓄电池的瓦 时效率可以达到90%，旧的铅酸蓄电池瓦时效率只有60-70%；再者，蓄电池 的瓦时效率是指25℃条件下的效率，当环境温度在零下或者40℃以上时实际 效率要下降许多，蓄电池的效率往往不被大家注意，其实它对于独立太阳能 光伏发电系统非常重要。
• 3：飞轮电池
• 飞轮储能是一个古老的技术。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。为进一步减少轴承损耗，人们想到去掉轴承，用磁 铁将转子悬浮起来， 超导磁悬浮原理是这样的：当我们将一块永磁体的一个极对准超 导体，并接近超异体时，超导体上便产生了感应电流。该电流产生的磁场刚好与永磁 的磁场相反，于是二者便产生了斥力。由于超导体的电阻为零，感生电流强度将维持 不变。若永磁体沿垂直方向接近超导体，永磁体将悬空停在自身重量等于斥力的位置 上，而且对上下左右的干扰都产生抗力，干扰力消除后仍能回到原来位置，从而形成 稳定的磁悬浮。若将下面的超导体换成永磁体，则两永磁体之间在水平方向也产生斥 力，故永磁悬浮是不稳定的。 利用超导这一特性，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。由上式可知，飞轮储能大小除与飞轮的质量（重量）有关外，还与飞轮上 各点的速度有关，而且是平方的关系。因此提高飞轮的速度（转速）比增加质量更有 效。但飞轮的转速受飞轮本身材料限制。转速过高，飞轮可能被强大的惯性离心力撕 裂。故采用高强度、低密度的高强复合纤维飞轮，能储存更多的能 量。目前选用的碳 纤维复合材料，其轮缘线速度可达1000米／秒，比子弹速度还要高。正是由于高强复 合材料的问世，飞轮储能才进入实用阶段。
储能技术基础ppt课件
第一章 储能电池
4
4、终止电压；5、蓄电池内阻；6、蓄电池能量；7、蓄电池功率与比功率；8、蓄电池的输出效率；9、蓄电池的自放电；
第一章 储能电池
5
蓄电池的充电方式1、恒压充电 2.35~2.45/单体，充至充电电流无明显变化。放电量120%为止。3、恒压限流充电 限制恒压充电初期的大电流，保护蓄电池及设备。（应用最多）4、浮充充电 补偿蓄电池自放电的损失电量。5、智能充电 自动跟踪蓄电池可接受的充电电流，为最小损耗充电模式。
储能技术基础
一、储能电池 二、储能系统 三、储能行业发展
目录
2
第一章 储能电池
电池储能
AGM电池
胶体电池
铅酸电池
铅炭电池
锂离子电池
磷酸铁锂电池
三元电池
钠硫电池
液流电池
阀控密封免维护
寿命长，功率和能量大
功率密度大，寿命长，充电快
安全性高，一致性差
能量密度大，一致性好
能量密度高，需要高温环境
寿命长，需要进口
第二章 储能系统
14
储能技术在微电网上的应用
第二章 储能系统
15
龙头企业及产品科陆电子： 电网级储能系统、电池管理系统、双向变流器、家用储能系统。林洋能源股份有限公司： 储能双向变流器、智能微电网能源管理系统南都电源： 铅炭电池、一体化微网储能电站、铅酸蓄电池、储能电站解决方案阳光电源： 储能逆变器、锂离子电池、能量管理系统、储能配件
第一章 储能电池
自给天数×负载工作时间
最大放电深度
平均放电率（小时）=
10
②温度对容量的影响 蓄电池的容量随着温度的下降而下降。通常，铅酸蓄电池的容量是在25℃时标定的。 蓄电池的生产厂商一般会提供蓄电池的温度—容量修正曲线，在曲线上可以查到蓄电池工作环境温度下所对应的温度修正系数。 修正公式：
4
4、终止电压；5、蓄电池内阻；6、蓄电池能量；7、蓄电池功率与比功率；8、蓄电池的输出效率；9、蓄电池的自放电；
第一章 储能电池
5
蓄电池的充电方式1、恒压充电 2.35~2.45/单体，充至充电电流无明显变化。放电量120%为止。3、恒压限流充电 限制恒压充电初期的大电流，保护蓄电池及设备。（应用最多）4、浮充充电 补偿蓄电池自放电的损失电量。5、智能充电 自动跟踪蓄电池可接受的充电电流，为最小损耗充电模式。
储能技术基础
一、储能电池 二、储能系统 三、储能行业发展
目录
2
第一章 储能电池
电池储能
AGM电池
胶体电池
铅酸电池
铅炭电池
锂离子电池
磷酸铁锂电池
三元电池
钠硫电池
液流电池
阀控密封免维护
寿命长，功率和能量大
功率密度大，寿命长，充电快
安全性高，一致性差
能量密度大，一致性好
能量密度高，需要高温环境
寿命长，需要进口
第二章 储能系统
14
储能技术在微电网上的应用
第二章 储能系统
15
龙头企业及产品科陆电子： 电网级储能系统、电池管理系统、双向变流器、家用储能系统。林洋能源股份有限公司： 储能双向变流器、智能微电网能源管理系统南都电源： 铅炭电池、一体化微网储能电站、铅酸蓄电池、储能电站解决方案阳光电源： 储能逆变器、锂离子电池、能量管理系统、储能配件
第一章 储能电池
自给天数×负载工作时间
最大放电深度
平均放电率（小时）=
10
②温度对容量的影响 蓄电池的容量随着温度的下降而下降。通常，铅酸蓄电池的容量是在25℃时标定的。 蓄电池的生产厂商一般会提供蓄电池的温度—容量修正曲线，在曲线上可以查到蓄电池工作环境温度下所对应的温度修正系数。 修正公式：
储能技术-双电层电容器PPT课件
C28
C32
C50
C60
50、60、70
……240、
540等偶数
系列的“幻
数”。其部
分分子构型
C70
C240
如右图所示。
C7 540
浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气 凝胶——它刷新了目前世界上最轻材料的纪录，弹性和吸油 能力令人惊喜。这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度 为每立方厘米0.16毫克，仅是空气密度的1/6。日前，这一进 展被《自然》杂志在“研究要闻”栏目中重点配图评论。
13
二. 碳材料的表面性质和官能团
碳在周期表中的位置和电子结构特征
用于电化学电容器的碳材料并不是电化学 惰性的。碳材料的表面性质及官能团常涉 及碳的氧化。
由于存在剩余的表面化合价，绝大部分暴 露在空气中的碳含有吸附氧，其中大部分 为化学吸附，这些氧能够导致各种氧基表 面官能团
14
碳材料的表面（特别是边缘处）的氧化状 态决定了碳材料的电化学界面状态和它们 的双层性质。
电极电势取决于空间电荷密度，从而产生了空间 电荷电容Csc。
除电子驻留介质的介电常数外，空间电荷电容的 行为与碳/溶液界面外部的离子扩散层电容完全相 同。
与其他电容元件是串联的关系，只有很小时，对 总C才有意义。
石墨基面也表现出半导体性质，存在有Csc。
22
石墨电容与电极电势的关系
16
理想的碳材料必须避免杂质的影响，如Fe 类、过氧化物、O2等，影响循环寿命的稳 定性；为减小自泄露放电过程，也要避免 表面醌型结构。
碳颗粒的表面状态和性质很大程度取决于 制备和处理过程，以及在N2、H2、H2O气 氛中的热力学条件。
17
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4.1.2.1 大规模高效储能技术是实现太阳能、风 能等可再生能源普及应用的关键技术
风能、太阳能和海洋能等可再生能源发电受季节、气象和 地域条件的影响，具有明显的不连续、不稳定性。发出的电 力波动较大，可调节性差。当电网接入的风电发电容量过多 时，电网的稳定性将受到影响。目前，可再生能源发电的大 规模电网接入是制约其发展的瓶颈。配套大规模高效储能装 置，可以解决发电与用电的时差矛盾及间歇式可再生能源发 电直接并网对电网冲击，调节电能品质。同时，储能技术在 离网的太阳能、风能等可再生能源发电应用中具有不可或缺 的重要作用。
9
4.1.2 储能的意义
4.1.2.2 大规模高效储能技术是构建坚强智能 电网的关键
电力工业是国民经济的基础产业，为经济发展和社 会进步提供了重要保障。智能电网技术是提高电力系 统安全性、稳定性、可靠性和电力质量的重要技术。 储能技术作为提高智能电网对可再生能源发电兼容量 的重要手段和实现智能电网能量双向互动的中枢和纽 带，是智能电网建设中的关键技术之一。
10
4.1.2 储能的意义
4.1.2.3 高效储能系统是用于高耗能企业和 国家重要部门的备用电源
电解、电镀及冶金等行业，电车、轻轨和地铁等交 通部门，都是集中用电大户。使用储能电池用“谷电” 对储能系统充电，在高峰期应用于生产、运营，电能 的利用效率高，不仅可以减轻电网负担，还可以降低 运营成本。
谐发展。
4
4.1.1 应用背景
4.1.1.1 国家政策扶持
2011年3月，十一届全国人大四次会议审议通过
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年
规划纲要》。在“十二五”期间，国家将培育发展与
新能源相关的战略性新兴产业，包括：新一代核能，
太阳能热利用和光伏光热发电、风电技术装备、智能
电网、生物质能、插电式混合动力汽车、纯电动汽车
2）新能源接入带来电网电源结构的变化加大了对于电网调峰 调频的应用需求！
3）分布式电源接入及微电网的发展对于储能系统提出了刚性 需求！
4）基于减小碳排放的电动汽车的发展对于配套储能系统的需 求不断增加！
5）军用、工业及民用用户基于提高供电可靠性的要求对于储 能提出了新的需求
8
4.1.2 储能的意义
10~300MW
1~20小时
5kw~10MW
1秒~30分 钟
适合大规模，技术成熟， 响应慢.需要地理资源
适合大规模，响应慢，需 要地理资源
比功率较大，成本高、噪 音大
日负荷调节，频率 控制和系统备用
24
现有的各种储能技术
25
按有无化学反应分类
化学 储能
电池 储能
超级 电容 储能
26
各种储能技术规模与适用范围
抽水蓄电
功 率 调 控
27
各种储能技术的发展情况
28
各种储能技术性能对比
储能类型
典型额定功率 放电时间 特点
应用场合
物 抽水蓄能 理 压缩空气 储 能 飞轮储能
100~2000MW 4~10小时
狭义上
储能是针对电能的存储，利用物理或 化学方法将电能存储起来的技术。
3
4.1.1 应用背景
要使具有间歇、随机、低密度特点 的可再生能源得到广泛有效的利用， 并逐步成长为替代能源，最终成为主 导能源，大规模储能技术是其中必不 可少的关键环节。也只有大规模储能 技术的应用，才能突破电力工业自诞
生以来受即发、即送、即用方式的困 国家能源专家 扰和束缚，让现电与人的和 主任—徐锭明
和燃料电池汽车技术、同时，国家将推广分布式能源
系统的应用，推动海上风电、太阳能发电规模化示范
工程以及插电式混合动力汽车、纯电动汽车商业化示
范工程的实施。储能作为其不可或缺的技术，无论是
为新能源大规模并网或是为新能源汽车提供动力，都
将获得更多的示范机会。
5
2011年3月，国家发改委修订并发布了新的《产业 结构调整指导目录》。“大容量电能存储技术” 在电力类鼓励条目中出现，表明国家层面已经意 识到该技术能够解决“分布式供电及并网技术推 广应用”、“智能电网建设”等项目中面临的一 些大问题。
4.1 储能的背景与意义 4.2 储能技术的应用领域 4.3 物理储能技术 4.4 化学储能技术
1
主要内容 4.1 储能的背景与意义 4.2 储能技术的应用领域 4.3 物理储能技术 4.4 化学储能技术
2
何为储能？？
广义上
储能是指能量的存储，即通过一种介 质或者设备，把当前剩余的能量以其本身 的形式，或者换成另一种能量形式存储起 来，根据未来使用的需要以特定能量形式 释放出来的一个过程。
2011年12月，国家能源局发布《国家能源科技 “十二五”规划》。《规划》中强调，突破间歇 式电源并网和储能技术与装备称为“十二五”期 间重点任务之一。其中大容量快速储能装置的研 究，将给储能行业带来新一轮的发展机会。
6
4.1.1.2 国家发展需要
化石能源日益短缺 化石能源过渡消耗带来严重的污染问题 能源和环境问题恶化将严重制约我国经济发展
13
b. 智能电网储能
14
c. 太阳能发电储能
日本光伏——电池联合储能电站 15
c. 风能发电储能
16
d. 电动汽车储能
17
e. 太阳能路灯
18
f. 电动汽车充电站
19
g. 家庭微电网
20
h. 平稳可再生能源输出
21
i. 电力系统“削峰填谷”
22
j. 维持电力供需平衡
23
主要内容 4.1 储能的背景与意义 4.2 储能技术的应用领域 4.3 物理储能技术 4.4 化学储能技术
高效储能系统的另外一个重要应用是用作政府、 医院、军事指挥部等重要部门的备用电站。在非常时 期保证稳定、及时的应急电力供应。
11
主要内容 4.1 储能的背景与意义 4.2 储能技术的应用领域 4.3 物理储能技术 4.4 化学储能技术
12
4.2 储能技术的应用领域
a. 备用电站
南方电网深圳宝清电池储能电站
规模化利用可再生能源 实现能源多样化
开展节能减排
提高化石能源利用效率
解决可再生能源发 电不稳定性
平衡用电负荷， 提高发电效率
发展规模化储能（蓄电）技术是国家能源 安全、经济可持续发展，实现节能减排重 大国策的重大需求
7
4.1.1.3 技术发展需求
1）具有随机性、波动性的大规模新能源接入电网给传统电网 造成接入难题！
风能、太阳能和海洋能等可再生能源发电受季节、气象和 地域条件的影响，具有明显的不连续、不稳定性。发出的电 力波动较大，可调节性差。当电网接入的风电发电容量过多 时，电网的稳定性将受到影响。目前，可再生能源发电的大 规模电网接入是制约其发展的瓶颈。配套大规模高效储能装 置，可以解决发电与用电的时差矛盾及间歇式可再生能源发 电直接并网对电网冲击，调节电能品质。同时，储能技术在 离网的太阳能、风能等可再生能源发电应用中具有不可或缺 的重要作用。
9
4.1.2 储能的意义
4.1.2.2 大规模高效储能技术是构建坚强智能 电网的关键
电力工业是国民经济的基础产业，为经济发展和社 会进步提供了重要保障。智能电网技术是提高电力系 统安全性、稳定性、可靠性和电力质量的重要技术。 储能技术作为提高智能电网对可再生能源发电兼容量 的重要手段和实现智能电网能量双向互动的中枢和纽 带，是智能电网建设中的关键技术之一。
10
4.1.2 储能的意义
4.1.2.3 高效储能系统是用于高耗能企业和 国家重要部门的备用电源
电解、电镀及冶金等行业，电车、轻轨和地铁等交 通部门，都是集中用电大户。使用储能电池用“谷电” 对储能系统充电，在高峰期应用于生产、运营，电能 的利用效率高，不仅可以减轻电网负担，还可以降低 运营成本。
谐发展。
4
4.1.1 应用背景
4.1.1.1 国家政策扶持
2011年3月，十一届全国人大四次会议审议通过
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年
规划纲要》。在“十二五”期间，国家将培育发展与
新能源相关的战略性新兴产业，包括：新一代核能，
太阳能热利用和光伏光热发电、风电技术装备、智能
电网、生物质能、插电式混合动力汽车、纯电动汽车
2）新能源接入带来电网电源结构的变化加大了对于电网调峰 调频的应用需求！
3）分布式电源接入及微电网的发展对于储能系统提出了刚性 需求！
4）基于减小碳排放的电动汽车的发展对于配套储能系统的需 求不断增加！
5）军用、工业及民用用户基于提高供电可靠性的要求对于储 能提出了新的需求
8
4.1.2 储能的意义
10~300MW
1~20小时
5kw~10MW
1秒~30分 钟
适合大规模，技术成熟， 响应慢.需要地理资源
适合大规模，响应慢，需 要地理资源
比功率较大，成本高、噪 音大
日负荷调节，频率 控制和系统备用
24
现有的各种储能技术
25
按有无化学反应分类
化学 储能
电池 储能
超级 电容 储能
26
各种储能技术规模与适用范围
抽水蓄电
功 率 调 控
27
各种储能技术的发展情况
28
各种储能技术性能对比
储能类型
典型额定功率 放电时间 特点
应用场合
物 抽水蓄能 理 压缩空气 储 能 飞轮储能
100~2000MW 4~10小时
狭义上
储能是针对电能的存储，利用物理或 化学方法将电能存储起来的技术。
3
4.1.1 应用背景
要使具有间歇、随机、低密度特点 的可再生能源得到广泛有效的利用， 并逐步成长为替代能源，最终成为主 导能源，大规模储能技术是其中必不 可少的关键环节。也只有大规模储能 技术的应用，才能突破电力工业自诞
生以来受即发、即送、即用方式的困 国家能源专家 扰和束缚，让现电与人的和 主任—徐锭明
和燃料电池汽车技术、同时，国家将推广分布式能源
系统的应用，推动海上风电、太阳能发电规模化示范
工程以及插电式混合动力汽车、纯电动汽车商业化示
范工程的实施。储能作为其不可或缺的技术，无论是
为新能源大规模并网或是为新能源汽车提供动力，都
将获得更多的示范机会。
5
2011年3月，国家发改委修订并发布了新的《产业 结构调整指导目录》。“大容量电能存储技术” 在电力类鼓励条目中出现，表明国家层面已经意 识到该技术能够解决“分布式供电及并网技术推 广应用”、“智能电网建设”等项目中面临的一 些大问题。
4.1 储能的背景与意义 4.2 储能技术的应用领域 4.3 物理储能技术 4.4 化学储能技术
1
主要内容 4.1 储能的背景与意义 4.2 储能技术的应用领域 4.3 物理储能技术 4.4 化学储能技术
2
何为储能？？
广义上
储能是指能量的存储，即通过一种介 质或者设备，把当前剩余的能量以其本身 的形式，或者换成另一种能量形式存储起 来，根据未来使用的需要以特定能量形式 释放出来的一个过程。
2011年12月，国家能源局发布《国家能源科技 “十二五”规划》。《规划》中强调，突破间歇 式电源并网和储能技术与装备称为“十二五”期 间重点任务之一。其中大容量快速储能装置的研 究，将给储能行业带来新一轮的发展机会。
6
4.1.1.2 国家发展需要
化石能源日益短缺 化石能源过渡消耗带来严重的污染问题 能源和环境问题恶化将严重制约我国经济发展
13
b. 智能电网储能
14
c. 太阳能发电储能
日本光伏——电池联合储能电站 15
c. 风能发电储能
16
d. 电动汽车储能
17
e. 太阳能路灯
18
f. 电动汽车充电站
19
g. 家庭微电网
20
h. 平稳可再生能源输出
21
i. 电力系统“削峰填谷”
22
j. 维持电力供需平衡
23
主要内容 4.1 储能的背景与意义 4.2 储能技术的应用领域 4.3 物理储能技术 4.4 化学储能技术
高效储能系统的另外一个重要应用是用作政府、 医院、军事指挥部等重要部门的备用电站。在非常时 期保证稳定、及时的应急电力供应。
11
主要内容 4.1 储能的背景与意义 4.2 储能技术的应用领域 4.3 物理储能技术 4.4 化学储能技术
12
4.2 储能技术的应用领域
a. 备用电站
南方电网深圳宝清电池储能电站
规模化利用可再生能源 实现能源多样化
开展节能减排
提高化石能源利用效率
解决可再生能源发 电不稳定性
平衡用电负荷， 提高发电效率
发展规模化储能（蓄电）技术是国家能源 安全、经济可持续发展，实现节能减排重 大国策的重大需求
7
4.1.1.3 技术发展需求
1）具有随机性、波动性的大规模新能源接入电网给传统电网 造成接入难题！