综述各类储能装置的储能技术
功率型储能技术与应用综述
功率型储能技术与应用综述功率型储能技术是一种用于快速储存和释放能量的技术,主要应用于需要快速响应和高功率需求的场景。
以下是对功率型储能技术及其应用的综述:1. 技术类型:功率型储能技术主要包括超级电容、飞轮储能、压缩空气储能和锂离子电池等。
这些技术具有不同的特点和应用范围。
2. 超级电容:超级电容是一种基于电化学原理的储能器件,其储能密度高、充电时间短、循环寿命长、维护成本低等特点使其在多个领域得到广泛应用。
例如,在智能城市建设中,超级电容可用于改善交通拥堵和空气质量;在轨道交通系统中,超级电容可用于列车制动能量的回收和利用;在港口起重机械中,超级电容可用于提供大功率启动和调速控制。
3. 飞轮储能:飞轮储能是一种利用高速旋转的飞轮储存能量的技术,其特点是储能密度高、充放电次数多、可靠性高。
飞轮储能主要应用于电力系统的调峰填谷、频率调节和备用电源等领域。
此外,飞轮储能还可在工业自动化、智能交通等领域得到应用。
4. 压缩空气储能:压缩空气储能是一种利用高压气体来储存能量的技术,其特点是储能密度高、储能时间长、对环境影响小。
压缩空气储能主要应用于大规模储能系统,如地下储气库、液态空气储能等。
此外,压缩空气储能还可用于分布式能源系统、智能微电网等领域。
5. 锂离子电池:锂离子电池是一种高性能的储能器件,其特点是能量密度高、循环寿命长、自放电率低等。
锂离子电池主要应用于电动汽车、智能电网等领域。
此外,锂离子电池还可用于移动电源、电子设备等领域。
6. 应用前景:随着能源互联网和智能城市建设的加速发展,功率型储能技术的应用前景越来越广阔。
未来,功率型储能技术将不断优化和完善,为可再生能源的高效利用和能源结构的转型升级提供重要支撑。
储能关键技术和材料
储能关键技术和材料随着能源消耗的日益增加和对环境保护的要求不断提高,储能技术成为解决能源短缺和碳排放问题的重要手段。
储能关键技术和材料的研发和应用对于推动清洁能源的发展具有重要意义。
本文将从储能技术和材料的角度,介绍几种常见的储能技术和相关材料的应用。
一、储能技术1. 锂离子电池技术锂离子电池是目前应用最为广泛的储能技术之一。
它具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点。
锂离子电池的关键材料包括正极材料、负极材料和电解液。
正极材料一般采用锂铁磷酸盐、钴酸锂等,负极材料主要是石墨,电解液则是由有机溶剂和盐组成。
未来的发展方向是提高电池的能量密度和循环寿命,降低成本。
2. 燃料电池技术燃料电池是通过氢气和氧气的化学反应产生电能的装置。
它具有高效率、无污染、可持续等特点。
燃料电池的关键材料包括电极催化剂、电解质和气体扩散层。
电极催化剂通常采用贵金属如铂、钯等,电解质则是聚合物膜。
目前,燃料电池的应用还受到氢气的储存和供应的限制,未来的发展方向是开发更高效的催化剂和储氢材料。
3. 超级电容器技术超级电容器是一种能量存储装置,具有高功率密度和长循环寿命的特点。
它的关键材料是电极材料和电解质。
电极材料主要有活性炭、碳纳米管等,电解质则是有机溶剂或离子液体。
超级电容器的未来发展方向是提高能量密度和减小尺寸,以满足更多领域的需求。
二、储能材料1. 硅锂材料硅锂材料是一种新型的锂离子电池材料,具有高容量和高能量密度的特点。
但由于硅锂材料存在容量衰减和体积膨胀等问题,目前在商业化应用上还存在一定的挑战。
未来的研究方向是解决硅锂材料的稳定性和循环寿命问题。
2. 钒氧化物材料钒氧化物材料是超级电容器的常用电极材料,具有高比电容和优良的循环寿命。
但目前的研究主要集中在实验室阶段,商业化应用还存在一定的难度。
未来的发展方向是提高钒氧化物材料的能量密度和降低成本。
3. 钢铁储能材料钢铁储能材料是一种新型的储能技术,通过储存钢铁的热能来实现能量的存储。
储能技术介绍
储能技术介绍储能技术是指将能量从一段时间内产生的高负荷时段转移到另一段时间内低负荷时段的技术。
它在能源领域中起着至关重要的作用,可以解决能源供需不平衡、提高能源利用效率、降低能源消耗等问题。
下面将介绍几种常见的储能技术。
化学储能技术是目前应用最广泛的一种储能技术。
它利用化学反应将电能转化为化学能并储存起来,当需要时再将化学能转化为电能进行使用。
常见的化学储能技术包括电池和燃料电池。
电池是将化学能直接转化为电能的装置,它具有高能量密度、长寿命和低排放等优点,被广泛应用于电动车、移动通信设备等领域。
燃料电池则是利用化学反应将燃料中的化学能转化为电能,它具有高效率、无污染和可再生等特点,被广泛研发和应用于交通运输、航空航天等领域。
机械储能技术是另一种常见的储能技术。
它通过将能量转化为机械形式并储存起来,当需要时再将机械能转化为电能进行使用。
常见的机械储能技术包括压缩空气储能和飞轮储能。
压缩空气储能是将电能利用压缩机将空气压缩储存起来,当需要时通过膨胀机将压缩空气释放出来驱动发电机发电。
飞轮储能则是利用高速旋转的飞轮将机械能存储起来,当需要时通过减速装置将旋转能转化为电能进行使用。
机械储能技术具有响应速度快、寿命长和无污染等优点,被广泛应用于储能电站和微网等领域。
热储能技术也是一种常见的储能技术。
它通过将能量转化为热能并储存起来,当需要时再将热能转化为电能进行使用。
常见的热储能技术包括储热式发电和地热能储能。
储热式发电是利用太阳能等可再生能源产生的热能,通过储热系统将热能储存起来,当需要时通过发电机将热能转化为电能。
地热能储能则是利用地下储存的热能,通过地热井将地热能提取出来并转化为电能进行使用。
热储能技术具有可持续性、稳定性和高效性等优点,被广泛应用于工业生产、供暖和发电等领域。
光伏储能技术是一种新兴的储能技术。
它利用太阳能光伏发电系统将太阳能转化为电能,并通过储能装置将电能储存起来,当需要时进行使用。
常见储能技术分类与性能分析
常见储能技术分类与性能分析储能技术是指将电能或其他形式的能量在储存装置中暂时保存,待需要时再释放出来的技术。
随着可再生能源的快速发展,储能技术在电力系统中的重要性日益增加。
常见的储能技术主要分为机械能储能、化学能储能和电磁能储能三大类。
机械能储能技术主要包括压缩空气储能、液流储能和重力储能。
压缩空气储能是通过将空气压缩至高压状态,然后存储起来,待需求时释放压力,使空气膨胀驱动涡轮发电机发电。
液流储能则是利用液体在储存装置中的流动产生动能,待需求时通过液机组或液压机等方式将动能转化为电能。
重力储能则是利用重力的作用,将物体抬升到较高的位置,待需要时通过释放物体产生下落运动,从而驱动涡轮或其他设备发电。
化学能储能技术主要包括电化学储能和热化学储能。
电化学储能是指利用电化学反应将电能转化为化学能,待需要时通过电化学反应逆过程将化学能转化为电能。
常见的电化学储能技术包括锂离子电池、钠硫电池和铅酸电池等。
热化学储能则是通过化学反应释放高温热能,再将热能转化为电能,常见的热化学储能技术包括氢氧化钠燃烧储热储能系统和溴锤烷储热储能系统等。
电磁能储能技术主要包括超导磁能储存和电容储能。
超导磁能储存是通过将电流通过超导线圈产生磁场能,待需要时通过磁场回路消耗超导线圈中的磁场能,从而将磁场能转化为电能。
电容储能则是指通过将电能储存到电容器中,待需要时通过放电将电场能转化为电能。
各种储能技术有不同的性能特点。
机械能储能技术具有较大的容量和较长的寿命,但实现效率相对较低。
化学能储能技术具有较高的能量密度和较高的能量转化效率,但寿命相对较短。
电磁能储能技术具有较快的响应速度和较高的功率密度,但造价较高。
因此,在实际应用中,需要根据具体需求来选择适合的储能技术。
总体来说,储能技术的发展与应用将对电力系统的可靠性、可持续性和经济性产生重要影响。
随着科技的不断进步和创新,储能技术将能够更好地满足电力系统对储能的需求,推动清洁能源的大规模应用和智能电网的建设。
机械工程中的储能技术研究
机械工程中的储能技术研究一、引言储能技术是当今热门的研究领域之一。
随着能源需求的增长和可再生能源的普及,储能技术在机械工程中的应用变得越来越重要。
本文将介绍一些目前常见的机械工程中的储能技术,并探讨其优势和挑战。
二、机械储能技术综述机械储能技术主要包括压缩空气储能、蓄能飞轮、电动汽车储能等。
这些技术在能源存储和回收方面有着不同的优势和限制。
1. 压缩空气储能压缩空气储能技术基于将机械能转化为压缩空气能,存储在高压容器中。
当需要回收能量时,压缩空气通过液压软管输送到涡轮机,驱动涡轮机转动以产生电能。
这种技术可以解决风力和太阳能发电存在的不稳定性问题,但其效率相对较低。
2. 蓄能飞轮蓄能飞轮技术是通过将机械能储存在高速旋转的飞轮中来实现能量存储。
当能量需要释放时,飞轮旋转动能转化为电能。
蓄能飞轮具有高输出功率和快速响应的特点,但存在转速限制和机械磨损的问题。
3. 电动汽车储能电动汽车储能是一种通过将电能储存在电池中,并通过电驱动系统将能量转化为机械能的技术。
电动汽车的储能技术已经得到了广泛应用,其优势在于能量密度较高,同时也面临着电池寿命和充电时间等挑战。
三、储能技术在机械工程中的应用除了上述提到的储能技术,还有许多其他的技术在机械工程中得到了应用。
1. 冷却系统储能冷却系统储能利用机械能将冷气制冷机的压缩机储存能量,以便在高峰期提供额外的冷却能力。
这种技术可以降低冷气系统的能耗,节约能源。
2. 水力储能水力储能利用水的重力势能来储存和释放能量。
这种技术一般通过建造水库和涡轮发电机来实现。
水力储能具有高效率和长寿命的特点,被广泛应用于应对能源储备需求。
3. 动能破碎储能动能破碎储能利用机械能将物体破碎的过程中释放出的能量储存起来。
这种技术可以在物体破碎时将能量回收,减少耗能。
四、储能技术的挑战和发展前景储能技术面临着一些挑战,如能量损耗、寿命限制、成本等。
同时,随着可再生能源的快速发展,对储能技术的需求也在不断增长。
储能设备原理
储能设备原理储能设备是指能够存储能量以备后续使用的设备。
随着能源需求的不断增长和能源供给的不稳定性,储能设备的重要性日益凸显。
它可以帮助平衡能源的供需关系,提高能源利用效率,减少能源浪费,并为可再生能源的大规模应用提供支持。
本文将从储能设备的原理入手,介绍常见的储能技术及其工作原理。
储能设备的原理可以分为电化学储能、机械储能、热能储能和电磁储能等几个方面。
下面将分别对这些储能技术进行详细的介绍。
一、电化学储能电化学储能是指通过化学反应将电能转化为化学能,再将化学能转化为电能的储能方式。
最常见的电化学储能技术包括电池和超级电容器。
1. 电池电池利用化学反应将电能储存起来,在需要的时候将化学能转化为电能输出。
电池的基本结构包括正极、负极和电解质。
当正极和负极之间连接外部电路时,化学反应在电池内部发生,产生电流。
电池的工作原理主要取决于其内部化学反应的类型和特性。
2. 超级电容器超级电容器是一种电化学储能装置,利用电极材料之间的电荷分离来储存电能。
与电池相比,超级电容器的能量密度较低,但具有高功率密度和长寿命的特点。
超级电容器的工作原理基于电荷在电极表面的吸附和解吸过程,通过在电极上形成双电层或伪电容层来实现电能的储存和释放。
二、机械储能机械储能是指将机械能转化为其他形式的能量以备后续使用的储能方式。
常见的机械储能技术包括抽水蓄能、飞轮储能和弹簧储能等。
1. 抽水蓄能抽水蓄能是通过把水从低处抽到高处,将机械能转化为重力势能来储存能量。
当需要释放能量时,可以将水从高处放回低处,通过水轮机将重力势能转化为机械能。
2. 飞轮储能飞轮储能是利用高速旋转的飞轮来储存机械能。
当需要释放能量时,通过与发电机相连,将飞轮的旋转动能转化为电能输出。
3. 弹簧储能弹簧储能是通过压缩或拉伸弹簧将机械能储存起来。
当需要释放能量时,可以释放弹簧,将弹性势能转化为机械能或电能。
三、热能储能热能储能是通过将热能转化为其他形式的能量以备后续使用的储能方式。
储能知识点总结
储能知识点总结一、储能的基本概念储能是指将能量在一定时间内存储起来,并在需要时释放能量以供利用的过程。
根据能量的类型,储能可以分为电能、热能、动能、化学能等多种形式。
其中,电能储能是能源领域中最常见和应用最广泛的一种储能形式,也是本文重点介绍的内容。
电能储能是指将电能储存于储能装置中,并在需要时将其释放,转换成电能的一种技术。
其主要目的是为了解决电能的供需不平衡、提高电能利用率、促进电网升级和提供备用电源等方面的需求。
电能储能技术主要包括蓄电池、超级电容、储能飞轮、压缩空气储能、抽水蓄能和电化学储能等多种形式。
二、储能技术1. 蓄电池储能技术蓄电池储能技术是利用蓄电池将电能储存起来,并在需要时将其释放,转换成电能的一种技术。
蓄电池是目前电能储能技术中应用最为广泛和成熟的一种形式,其主要特点是能量密度高、循环寿命长、响应速度快和无污染等优点。
蓄电池储能技术主要包括铅酸蓄电池、锂离子电池、钠硫电池、钛酸锂电池等多种类型。
2. 超级电容储能技术超级电容(Supercapacitor)是一种能量密度较低、功率密度较高的电化学储能装置,具有高效、环保、可靠、稳定等优点。
超级电容储能技术主要应用于瞬态功率补偿、能量回收、电动车辆、轨道交通和可再生能源等领域。
3. 储能飞轮技术储能飞轮是一种能量密度较高、响应速度快、循环寿命长的机械储能装置,具有高效、可靠、无污染等优点。
储能飞轮技术主要应用于瞬态功率补偿、频率调节、电网平衡和电网稳定等领域。
4. 压缩空气储能技术压缩空气储能是将电能转换成压缩空气,储存在储气库中,并在需要时将其释放,转换成电能的一种技术。
压缩空气储能技术主要应用于电网调峰、峰谷电价、备用电源和微电网等方面。
5. 抽水蓄能技术抽水蓄能是将电能转换成机械能,利用水泵将水抽到高处的水库中,待需要时释放水流,驱动水轮机发电的一种技术。
抽水蓄能技术是一种成本低、效率高、循环寿命长的储能形式,具有调峰填谷、灵活性强等优点。
储能技术及应用现状综述
储能技术及应用现状综述随着能源需求的不断增长和可再生能源的快速发展,储能技术的重要性日益凸显。
储能技术可将能源储存起来,在需要的时候释放出来,以弥补能源供应的不稳定性和间断性,提高能源利用效率。
本文将综述当前储能技术的现状及其应用领域,包括电池储能、压缩空气储能、水储能和热储能等。
首先,电池储能是目前应用最广泛的储能技术之一。
电池储能通过将电能转化为化学能,并在需要时将其转化回来,实现能量的储存和释放。
目前最常见的电池储能技术包括铅酸电池、锂离子电池和钠硫电池等。
锂离子电池由于其高能量密度和长循环寿命,被广泛应用于电动汽车和可再生能源的储能系统中。
然而,电池储能技术还面临着成本高昂、资源有限以及安全性等挑战。
其次,压缩空气储能是一种利用气体的压缩和膨胀来储存和释放能量的技术。
压缩空气储能可以通过将空气压缩储存,待需要时释放并通过涡轮机转化为电能。
这种储能技术具有储能容量大、寿命长、适应性强等优势,可以应用于电力系统的峰谷平衡和能源供应保障等方面。
然而,压缩空气储能的效率较低、成本较高以及对地质条件有一定的限制,限制了其在实际应用中的推广和发展。
水储能是一种利用水体的高位和低位之间的高度差来储存和释放能量的技术。
水储能可以通过将水抬升到高处储存,待需要时通过水轮机将其释放并转换为电能。
该技术具有储能容量大、影响范围广、运行可靠等优势,适用于电力系统的调峰、能量储备和备用电源等领域。
目前,水储能技术主要应用于水电站,但存在着受地理条件限制、环境生态影响等问题,限制了其在全球范围内的应用。
最后,热储能是一种利用物质的温度差来储存和释放能量的技术。
热储能可以通过将热能储存于储能介质中,待需要时释放并转化为电能或其他形式的能量。
常见的热储能技术包括熔盐储能、岩浆热储能和季节性热储能等。
熔盐储能技术具有高温稳定性和较长的寿命,可以用于太阳能热发电系统和工业余热回收等领域。
岩浆热储能技术则具有高能量储存密度和灵活性,被广泛应用于地热能的开发和利用。
市场上常见的储能技术路线
储能技术是指将电能等形式的能量转化为其它形式存储起来,以备后续使用。
市场上常见的储能技术路线包括以下几种:
1. 机械储能技术:机械储能技术是指将电能转化为机械能,通过储能装置(如飞轮、压缩空气等)将机械能存储起来,待需要时再将机械能转化为电能输出。
机械储能技术具有高效、响应速度快等优点,但成本较高。
2. 化学储能技术:化学储能技术是指将电能通过电化学反应转化为化学能,通过储能装置(如电池、燃料电池等)将化学能存储起来,待需要时再将化学能转化为电能输出。
化学储能技术具有能量密度高、环保等优点,但存在使用寿命短、成本高等问题。
3. 电磁储能技术:电磁储能技术是指将电能转化为磁能,通过储能装置(如超导体、电感器等)将磁能存储起来,待需要时再将磁能转化为电能输出。
电磁储能技术具有能量密度高、使用寿命长等优点,但存在成本高、响应速度慢等问题。
4. 热储能技术:热储能技术是指将电能转化为热能,通过储能装置(如热储罐、热泵等)将热能存储起来,待需要时再将热能转化为电能输出。
热储能技术具有能量密度高、环保等优点,但存在响应速度慢、成本高等问题。
总之,市场上常见的储能技术路线包括机械储能技术、化学储能技术、电磁储能技术和热储能技术。
不同的储能技术路线各有优缺点,需要根据实际需求和经济性进行选择。
储能技术种类和特点
储能技术种类和特点This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020储能技术种类和特点储能技术是通过装置或物理介质将能量储存起来以便以后需要时利用的技术。
储能技术按照储存介质进行分类,可以分为机械类储能、电气类储能、电化学类储能、热储能和化学类储能。
一机械类储能机械类储能的应用形式只要有抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能。
1.1 抽水蓄能(1)基本原理电网低谷时利用过剩电力将作为液态能量媒体的水从低标高的水库抽到高标高的水库,电网峰荷时高标高水库中的水回流到下水库推动水轮机发电机发电。
(2)特点属于大规模、集中式能量储存,技术相当成熟,可用于电网的能量管理和调峰;效率一般约为 65%~75% ,最高可达80%~85%;负荷响应速度快(10%负荷变化需10秒钟),从全停到满载发电约5分钟,从全停到满载抽水约1分钟;具有日调节能力,适合于配合核电站、大规模风力发电、超大规模太阳能光伏发电。
(3)缺点需要上池和下池;厂址的选择依赖地理条件,有一定的难度和局限性;与负荷中心有一定距离,需长距离输电。
(4)应用目前,抽水蓄能机组在一个国家总装机容量中所占比重的世界平均水平为3%左右。
截至2012年底,全世界储能装置总容量为128GW,其中抽水蓄能为127GW,占99%。
截至2012年年底,我国共有抽水蓄能电站34座,其中,投运26座,投运容量2064.5万千瓦约占全国总装机容量11.4亿千瓦的1.8% 。
(另在建8座,在建容量894万千瓦)1.2 飞轮储能(1)基本原理在一个飞轮储能系统中,电能用于将一个放在真空外壳内的转子即一个大质量的由固体材料制成的圆柱体加速(达几万转/分钟),从而将电能以动能形式储存起来(利用大转轮所储存的惯性能量)。
(2)优点寿命长(15~30年);效率高(90%);少维护、稳定性好;较高的功率密度;响应速度快(毫秒级)。
分布式能源系统常用储能技术综述
分布式能源系统常用储能技术综述一、本文概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大规模开发利用,分布式能源系统以其灵活、高效、环保的特性,逐渐成为未来能源供应的重要形式。
在分布式能源系统中,储能技术扮演着至关重要的角色,它不仅能够平衡能源供应与需求之间的时空差异,还能提高能源利用效率,降低能源损耗,增强能源系统的稳定性和可靠性。
因此,对分布式能源系统中常用的储能技术进行综述,具有非常重要的理论意义和实践价值。
本文旨在全面梳理和分析分布式能源系统中常用的储能技术,包括但不限于电化学储能、物理储能、化学储能以及混合储能等。
我们将对这些技术的原理、特点、应用现状以及发展趋势进行深入探讨,以期为读者提供一个清晰、全面的技术概览。
本文还将关注储能技术在分布式能源系统中的实际应用案例,分析其在实际运行中的性能表现,以便为相关领域的研究人员、工程师和政策制定者提供有益的参考和借鉴。
二、储能技术概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大规模开发利用,分布式能源系统逐渐成为能源领域的研究热点。
在分布式能源系统中,储能技术扮演着至关重要的角色,它不仅能够平抑能源供应与需求之间的波动,提高能源利用效率,还能在一定程度上解决可再生能源间歇性和不稳定性的问题。
储能技术主要分为物理储能、化学储能和电磁储能三大类。
物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等,这类储能方式通常具有较大的储能容量和较长的储能时间,但受地理环境和空间限制较大。
化学储能主要包括铅酸电池、锂离子电池、液流电池等,这类储能方式具有响应速度快、能量密度高、维护成本低等优点,因此在分布式能源系统中得到了广泛应用。
电磁储能则主要包括超级电容器和超导储能等,这类储能方式具有快速充放电、高效率、长寿命等特点,适用于需要快速响应的场景。
在选择储能技术时,需要综合考虑技术成熟度、经济性、环境影响、安全性以及应用场景等因素。
例如,在风能、太阳能等可再生能源的分布式能源系统中,化学储能和电磁储能可能更加适用,因为它们能够快速响应能源供应的波动,并且具有较高的能量转换效率。
储能技术种类和特点
储能技术种类和特点储能技术是指通过将能源转化成其他形式,并在需要时再将其转化回来,以便于在能源供应不稳定或能源需求峰值时为能源系统提供稳定的能源供应。
储能技术是解决可再生能源波动性和间歇性的关键技术之一、目前,主要的储能技术包括电化学储能、机械储能、热储能以及化学储能。
1.电化学储能技术电化学储能技术是指通过化学反应将电能转化成化学能并储存起来,然后在需要时再将储存的化学能转化回电能。
常见的电化学储能技术包括电池和超级电容器。
电池是最常见的电化学储能技术,其特点是储能密度较高、可循环使用次数多。
电池的结构包括正负极、电解质和隔膜。
常见的电池包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池等。
超级电容器是一种能够快速充放电的电化学储能设备,其特点是充放电速度快、循环寿命长,但储能密度相对较低。
超级电容器主要应用于短期高功率需求的场景,如电动车的起动和制动系统、电网的频率调节等。
2.机械储能技术机械储能技术是指将电能或其他形式的能量转化成机械能,并通过储能装置储存起来,然后在需要时再将机械能转化回电能或其他形式的能量。
常见的机械储能技术包括抽水蓄能、压缩空气能储能和飞轮储能。
抽水蓄能是指在能源供需平衡时,将多余的电能利用起来将水抽到高处,然后在电能供应不足时通过放水发电。
抽水蓄能的特点是储能密度高、可调度性强,但建设成本较高。
压缩空气能储能是将电能转化成压缩空气并储存起来,然后在需要时通过放气过程将压缩空气再转化回电能。
压缩空气能储能的特点是成本较低、可调度性强,但储能效率相对较低。
飞轮储能是将电能转化成机械能并存储在转动的飞轮中,然后在需要时通过释放储存的机械能将其转化回电能。
飞轮储能的特点是快速响应速度、高效能量转化,但建设和维护成本较高。
3.热储能技术热储能技术是指将电能或其他形式的能量转化成热能并储存起来,然后在需要时再将热能转化回电能或其他形式的能量。
常见的热储能技术包括储热材料、储热水箱和地热储能。
储热材料是指通过物质的相变或化学反应将电能或其他形式的能量转化成热能,并储存在材料中。
储能,目前的储能的方式都有哪些,原理,以及技术的优势和瓶颈。
技术优势
电化学储能
)液流电池:利用正负极电解液分开,各 自循环的一种高性能蓄电池。电池的功率 和能量是不相关的,储存的能量取决于储 存罐的大小,因而可以储存长达数小时至 数天的能量,容量可达 MW 级。 ● 不足之处:电池体积太大;电池对环 境温度要求太高;价格贵(这个可能是 短期现象吧);系统复杂
技术优势
电气储能
超导储能(SMES):利用超导体的电阻为 零特性制成的储存电能的装置。超导储能 系统大致包括超导线圈、低温系统、功率 调节系统和监控系统4大部分 ● 不足之处:超导储能的成本很高(材 料和低温制冷系统),使得它的应用 受到很大限制。可靠性和经济性的制 约,商业化应用还比较远。
技术优势
热能储存技术 储热材料稳定性
热能储存技术 蒸汽蓄热器
化学能储存技术
电能储存技术
气体水合物储能技术 气体水合物
储存天然气
化学储能
蓄冷
热能储存
天然气储运
LNG 管道
费用高 初投资大,不能越洋
天然气水合物储存
利用气体水合物高储量的特点储存 天然气,可降低运营费,同时天然 气水合物(NGH)的储存较压缩天 然气、液化天然气压力低,增加了 系统的安全性和可靠性,在经济性 方面具有一定的优势。
化学热管、管道、罐车、汽车等
电能
电能 磁能 电磁能(微波)
电容器 超导线圈
输电线 微波输电
辐射能
太阳光,激光束
光纤维
原子能
铀、钚等
按储能方式分,储能技术的主要应用如下
抽水蓄能 超导电感蓄能 氢蓄能
储能技术发展综述
3、抽水储能技术在电力调峰上 的应用
抽水储能技术在电力调峰领域的应用较为成熟,特别适用于电力需求高峰期的 调节。然而,抽水储能技术的效率较低,且同样受到地理条件的限制。为了更 好地发挥抽水储能技术在电力调峰中的作用,需要优化选址和提高能量转换效 率。如何找到符合要求的地理场地,同时提高能量转换效率,降低运行成本, 是其在电力调峰应用中需要解决的主要问题。
2、建筑行业
在建筑行业,等温压缩空气储能技术可以用于节能建筑和可再生能源系统的优 化。通过利用等温压缩空气储能技术,可以将自然通风和机械通风相结合,提 高建筑物的能源利用效率和舒适度。同时,该技术还可以用于建筑物内部的温 度调节,提供更加稳定的室内环境。
3、交通行业
在交通行业,等温压缩空气储能技术可以用于解决车辆制动能量回收问题。将 车辆制动时产生的能量储存起来,在车辆启动或加速时释放出来,可以提高车 辆的能源利用效率和行驶性能。同时,该技术还可以用于城市公共交通系统, 实现能量的集中储存和优化调度。
5、智慧能源系统储能技术在大 城市中的应用
智慧能源系统储能技术在大城市中的应用具有重要意义。由于大城市的人口密 集,能源需求量大,且能源供应容易出现紧张的情况,因此智慧能源系统可以 通过综合管理和优化各种能源资源,提高能源利用效率,降低能源消耗和污染 排放。
参考内容
摘要
等温压缩空气储能技术是一种利用空气作为储能介质,通过等温压缩和等温膨 胀过程实现能量储存和释放的新型储能技术。本次演示将综述等温压缩空气储 能技术的现状、发展趋势及其在不同领域的应用情况。关键词:等温压缩空气 储能,能量储存,节能减排,应用领域,研究现状。
4、氢能与燃料电池储能技术在 绿色能源上的应用
氢能与燃料电池储能技术在绿色能源领域具有广泛的应用前景。由于燃料电池 能够直接将氢气和氧气通过化学反应转化为电能和水,因此其在使用过程中几 乎不产生污染物,具有良好的环保性能。然而,氢能与燃料电池储能技术的成 本较高,且需要解决氢气储存和运输的安全问题。如何降低其成本,提高氢气 储存和运输的安全性和可靠性,是氢能与燃料电池储能技术在绿色能源应用中 需要解决的主要问题。
各类储能技术主要指标对比与储能政策梳理
各类储能技术主要指标对比与储能政策梳理储能技术在能源领域的应用越来越重要,它可以存储多余的能源并在需要时释放出来。
不同的储能技术有不同的优势和指标,同时也有各种储能政策来促进其发展和应用。
本文将对各类储能技术的主要指标进行对比,并梳理各国的储能政策。
首先,我们来看看各类储能技术的主要指标。
1.储气技术:储气技术主要包括压缩空气储能(CAES)和天然气储能(NGES)。
两种技术的主要指标是储气效率和储气容量。
储气效率指的是能量的输入和输出比例,而储气容量指的是储气设施可以储存的气体量。
目前,CAES的储气效率约为50%,储气容量较大;NGES的储气效率约为80%,储气容量相对较小。
2.储热技术:储热技术主要包括电热储能、蓄热储能和熔盐储能。
电热储能的主要指标是能量转化效率和储热容量。
蓄热储能的主要指标是蓄热效率和储热容量。
熔盐储能的主要指标是能量转化效率和储热容量。
目前,电热储能的能量转化效率约为98%,储热容量较小;蓄热储能的蓄热效率约为90%,储热容量较大;熔盐储能的能量转化效率约为95%,储热容量较大。
3.储电技术:储电技术主要包括电池储能、电容储能和超级电容储能。
电池储能的主要指标是能量密度、功率密度和循环寿命。
电容储能的主要指标是能量密度、功率密度和循环寿命。
超级电容储能的主要指标是能量密度、功率密度和寿命。
目前,电池储能的能量密度较高,循环寿命较长;电容储能和超级电容储能的功率密度较高,但能量密度较低。
了解了各类储能技术的主要指标后,我们来梳理一下各国的储能政策。
1.美国:美国是世界上最发达的储能市场之一,政府在储能政策上非常积极。
美国政府通过制定税收减免政策,降低储能设备的成本;通过制定容量市场规则,促进储能设备的参与;通过制定清洁能源法案,鼓励可再生能源和储能的发展。
2.德国:德国是欧洲最大的储能市场之一,政府对储能技术发展非常重视。
德国政府通过制定储能补贴政策,提供资金支持储能设备的建设;通过制定电力市场规则,确保储能设备的公平参与;通过制定可再生能源法案,推动可再生能源和储能的发展。
各类储能技术特点
各类储能技术特点储能技术是指能够将能量以其中一种形式储存起来,并在需要时再释放出来的技术。
随着能源需求的增加,储能技术越来越受到关注。
下面将介绍一些常见的储能技术及其特点。
1.电化学储能技术:包括锂离子电池、钠硫电池、锌空气电池等。
这些技术利用化学反应将化学能转化为电能,并在需要时将电能转化为化学能。
优点是高效、高能量密度、循环寿命长,适用于小型移动设备和电动汽车等应用。
缺点是成本较高,循环寿命有限。
2.机械储能技术:包括压缩空气储能、液流储能和重物储能等。
这些技术利用机械装置将能量转化为动能,并在需要时通过发电机将动能转化为电能。
优点是能量密度高、功率密度大、循环寿命长,适用于大规模能量储存和调度。
缺点是设备体积较大、转化效率较低、成本较高。
3.热储能技术:主要包括蓄热、热泵和储热电站等。
这些技术通过将能量转化为热能,并在需要时将热能转化为电能。
优点是能量密度高、转化效率较高、适用于建筑等小规模应用。
缺点是存储和转换过程中存在能量损失、需要特定的工作介质。
4.化学储能技术:主要包括氢能源和氧化铁石墨烯储能等。
这些技术通过化学反应将能量转化为化学能,并在需要时将化学能转化为热能或电能。
优点是能量密度较高、循环寿命长、适用于大规模能源存储和转换。
缺点是设备成本较高、反应速度较慢、安全性问题需要重视。
5.磁性储能技术:主要指超导储能和永磁储能。
这些技术利用磁力将能量储存起来,并在需要时释放出来。
优点是高效、无耗散、长寿命、适用于大规模储存和输送。
缺点是设备复杂、成本高昂、制冷要求严格。
6.势能储能技术:主要包括水力储能和重力储能。
水力储能利用水流的动能将能量转化为电能,并在需要时将电能转化为动能。
优点是能量密度高、效率较高、循环寿命长、适用于大规模储能和发电。
缺点是选址要求高、设备安装和维护成本较高。
不同的储能技术有其独特的特点和适用范围。
在实际应用中,可以根据需求和条件选择合适的储能技术来实现能量存储和调度,为能源的可持续发展提供支持。
各类电化学储能技术原理及路线
各类电化学储能技术原理及路线电化学储能技术是一种利用化学反应储存能量的技术,其原理是通过电化学反应将电能转化为化学能储存,并在需要时将化学能转化为电能输出。
以下是几种常见的电化学储能技术及其原理和路线:1. 铅酸电池:铅酸电池是最早的电化学储能技术之一,其原理是利用铅和二氧化铅在硫酸溶液中的氧化还原反应将电能转化为化学能储存。
当需要输出电能时,溶液中的硫酸铅和二氧化铅在电场的作用下发生还原反应,将化学能转化为电能输出。
铅酸电池的优点是技术成熟、成本低廉,但缺点是能量密度低、寿命短、易污染环境。
2. 锂离子电池:锂离子电池是一种基于锂离子在正负极之间迁移的电化学储能技术。
在充电过程中,锂离子从正极材料中脱出,通过电解质和隔膜迁移到负极材料中;放电过程中,锂离子从负极材料中脱出,通过电解质和隔膜回到正极材料中。
在这个过程中,锂离子在正负极之间迁移,同时伴随着电子的流动,从而实现电能的储存和释放。
锂离子电池的优点是能量密度高、寿命长、自放电率低,但缺点是成本较高、对充电条件和温度敏感。
3. 超级电容器:超级电容器是一种基于双电层原理的储能元件,其原理是在电极/电解质界面上形成双电层,通过电荷的吸附和脱附实现电能的储存和释放。
超级电容器的储能密度较低,但其充电速度快、循环寿命长、安全性高,因此常用于需要快速充放电的场合,如混合动力汽车、城市轨道交通等。
4. 钠硫电池:钠硫电池是一种基于钠和硫元素的电化学储能技术。
其原理是利用钠和硫在高温下发生氧化还原反应将电能转化为化学能储存。
当需要输出电能时,钠和硫在高温下发生还原反应,将化学能转化为电能输出。
钠硫电池的优点是能量密度高、寿命长、无污染,但其缺点是需要高温环境、成本较高、对充放电条件敏感。
以上是几种常见的电化学储能技术及其原理和路线,各种技术都有其优缺点和应用范围。
在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的储能技术。
各类储能技术主要指标对比与储能政策梳理
各类储能技术主要指标对比与储能政策梳理储能技术是解决可再生能源间歇性产生和能源供需不平衡问题的重要手段之一、目前,主要的储能技术包括电池储能技术、压缩空气储能技术、超级电容器储能技术、抽水蓄能技术和燃料电池储能技术等。
下面将对这些主要的储能技术的主要指标进行对比分析,并对相关的储能政策进行梳理。
首先,电池储能技术是目前应用最广泛的储能技术之一、主要的电池储能技术包括锂离子电池、铅酸电池和钠硫电池等。
锂离子电池具有高能量密度、长寿命和较低自放电率的特点,但成本较高;铅酸电池成本低但能量密度较低;钠硫电池具有较高能量密度,但操作温度较高。
这些电池储能技术适用于不同的应用场景,如锂离子电池多用于电动汽车和移动应用中,铅酸电池多用于储备电力系统和微电网中,钠硫电池多用于电网调峰和大规模能源存储系统中。
其次,压缩空气储能技术是一种将电能转化为压缩空气能量并存储,然后在需要时将压缩空气释放并转化为电能的技术。
压缩空气储能技术具有较长的寿命、较低的成本和较高的能量密度,适用于长时间的能源存储需求。
但由于能量转化过程中存在能量损失,压缩空气储能技术的效率较低。
再次,超级电容器储能技术是一种能够快速充放电的储能技术,具有高功率密度、长寿命和低温度操作等特点。
超级电容器储能技术适用于短时间、高功率、频繁充放电的应用场景,如电动汽车的启动辅助和微网的频率调节。
此外,抽水蓄能技术是一种通过水泵将多余的电能用于抬高水位并存储,然后在需要时将水通过水轮机释放并转化为电能的技术。
抽水蓄能技术具有高功率密度、长寿命和可持续性的特点,适用于大规模、长时间的能源存储需求。
然而,抽水蓄能技术在应用中面临着地理条件限制和环境影响的问题。
最后,燃料电池储能技术利用氢气和氧气进行电化学反应产生电能,具有高能量密度、长寿命和零排放的特点。
燃料电池储能技术适用于长时间的能源存储需求,并可以与可再生能源系统相结合,实现能源的高效利用。
储能政策是推动储能技术发展的重要手段。
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综述各类储能装置的储能技术廖曙生(广东电网公司汕头供电局)1前言电力生产是一个连续的过程,发电、负荷和损耗之间需时刻保持基本平衡。
随着新能源技术的发展,电力系统逐步接入了很多分布式电源。
而发布式电源,例如风能发电,对外界气候比较敏感,易受实时风力波动性和间歇性的影响,严重时将导致风力发电机出力与负荷之间不能实现功率平衡,从而影响电力系统的稳定运行。
为解决这一问题,可在系统中安装储能元件,系统电力充沛时储存能源,电力紧缺时释放电力,利用储能装置的有功出力填补风电场有功出力缺额,实现风电场出力与负荷间的有功功率平衡。
目前,储能技术取得比较大的发展,各类储能装置的充放电特性已被充分认知,大容量的储能装置已经投入工业试运行;统筹风电、太阳能光伏、储能装置和负荷的微网技术研究已经达到实用化阶段。
可以肯定地说,储能技术将在智能电网中得到更为广泛的应用。
本文将着重介绍各类大容量级先进电力储能装置的特点,并从技术、市场和价格等层面进行综合分析对比。
2储能装置概述目前,储能技术主要有物理储能、电磁储能、电化学储存和变相储能等。
其中物理储能主要包括飞轮储能、抽水蓄能、压缩空气储能等;电磁储能主要是超导储能;电化学储能主要包括蓄电池储能、超级电容储能、燃料电池储能等;变相储能主要有冰蓄冷储能等。
3储能装置比较3.1飞轮储能飞轮储能技术是一种机械储能方式,它以动能的形式存储能量,经过功率变换器,完成机械能-电能相互转换。
它外部输入的电能通过电力电子装置驱动电动机旋转,电动机带动飞轮旋转,飞轮将电能储存为机械能;当外部负载需要能量时,飞轮带动发电机旋转,将动能变换为电能,并通过电力电子装置对输出电能进行控制。
飞轮储能功率密度一般大于5kW/kg,能量密度超过20Wh/kg,循环使用寿命长,工作温区较宽,无噪声,无污染,最大容量已达5kW·h。
主要用于不间断电源(UPS)、应急电源(EPS)、电网调峰、频率和电能质量控制,预计未来将首先在电力调节、UPS等领域实现商业应用。
从性能角度讲,飞轮储能优势在于:(1)储能密度高。
转子转速大于60000r/min的飞轮电池,在75%放电深度下产生大于20Whr/lb的比能量,而镍氢电池只有5~6Whr/lb的比能量,其放电深度一般限制30~40%的范围内。
同样的储能容量下,飞轮储能的占地面积往往只有电池的1/3。
(2)使用寿命长。
国外产品经过不断地更新和提高性能,寿命已经达到可充放电15年、10万次以上。
(3)无过充电、过放电问题。
化学电池一般不能深度放电,也不能过充电,否则其寿命会急剧下降。
而飞轮电池在深度放电时,其性能完全不受影响,而且在电力电子协助下,可以通过限制转子的最高转速来限制过充电。
而且容易测量放电深度。
飞轮电池只要测出转子的转速,就能确切知道其放电深度。
(4)充电时间短。
飞轮电池的充电一般在几分钟之内即可完成,而化学电池则需要几个小时,常见的需要七八个小时。
(5)对温度不敏感。
化学电池在高温或低温时其性能会急剧下降,而飞轮电池则不会。
(6)对环境友好。
化学电池在报废后会对环境产生恶劣影响,而且回收成本较高。
飞轮电池是一种绿色电池,它不会对环境产生任何影响。
飞轮储能最突出的缺点在于自放电率高,如停止充电,能量在几到几十个小时内就会自行耗尽。
因此,飞轮储能一般适用于高功率、短时间放电或频繁充放电的储能需求。
从市场角度讲,飞轮储能技术思想在上世纪50年代即被提出后,由于当时各种技术条件限制,在发展不久即遇到瓶颈。
直到上世纪90年代,随着新材料技术、超导技术、磁悬浮技术、电子电力技术的发展,以及能源意识、环保意识的增强,飞轮储能技术才得以高速发展。
全世界范围内能提供商品的厂家约有十余家,而目前我国的大规模飞轮储能技术还停留在实验室研究阶段,与国外技术水平差距在10年以上。
3.2超级电容储能普通电容器由于储存能量过小,未能用作电力系统中的储能装置。
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,充电速度快,放电电流仅受内阻和发热限制,能量转换率高,循环使用寿命长,放电深度深,长期使用免维护,低温特性好,没有“记忆效应”,它的储存容量为普通电容器的20~1000倍。
从性能方面讲,超级电容的优点在于:在很小的体积下达到法拉级的电容量;可以瞬间释放的功率比普通电池高近十倍,而且不会损坏;充放电循环寿命在十万次以上,远高于一般蓄电池;充电迅速,比普通电池快几十倍;和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响;有超强的荷电保持能力,漏电量非常小;温度适应范围广,在较低温度下仍可正常工作;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。
超级电容的缺点在于: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;更重要的是,虽然超级电容其容量远远大于一般电容,但相比于技术成熟的蓄电池仍然很小,而且所占的体积也更大,因而储能密度远不如蓄电池。
从市场方面讲,目前超级电容器在市面上远没有其它电池那么常见,超级电容器更多的是被用于成品的配件使用,购买方式主要还是批量定制为主。
根据国内知名超级电容生产厂商提供的产品数据来看,目前市场上可大量采购的高能量型超级电容额定电压一般为2.7V,容量最大可达到数千至一万法拉,价格一般在每只数百元上下。
以此为例进行大致估算:该型号超级电容额定电压为2.7V,容量为5000F,利用电容最大能量公式计算E=1CU2,得摘要:目前储能技术取得比较大的发展,各类储能装置的充放电特性已被充分认知,大容量的储能装置已经投入工业试运行。
介绍了各类大容量级先进电力储能装置的特点,并从技术、市场和价格等方面进行分析对比。
关键词:储能装置;储能技术;市场;价格109广东科技2012.10.第19期到每只该型号电容的最大储能约为:5000×2.722=18255(J)=5.16(Wh)若要构成380V/1MWh容量的储能系统,则需要约200000只该型号的超级电容,明显成本偏高。
3.3超导储能超导磁储能系统(superconducting magnetic energy storage,SMES)利用超导线圈储存磁场能量,能量交换和功率补偿无需能源形式的转换超导储能与其他储能技术相比具有显著的优点[1]:①由于可以长期无损耗储存能量,能量返回效率很高;②能量的释放速度快,通常只需几秒钟;③采用SMES可使电网电压、频率、有功和无功功率容易调节。
其最大的缺点就是成本太高,其次就是需要压缩机和泵以维持液化冷却剂的低温,使系统变得更加复杂,需要定期的维护。
从性能上看,超导储能具有储能密度高、容量大、循环寿命长、充放电功率大、绿色无污染等诸多优点。
但从国内外的研究和市场状况来看,中大型超导储能还远没有达到大规模市场运用的程度。
3.4蓄电池储能3.4.1铅酸电池在不同种类的蓄电池中,开发运用最为成熟的是铅酸电池。
铅酸电池(VRLA)是一种电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池。
铅酸电池荷电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;放电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。
铅酸电池原理简单,在工程实践领域已经有了大量的运用实例。
此外,铅酸电池的价格也相对低廉。
但与此同时,运用在风力发电领域,铅酸电池最大的缺点在于深度放电会影响电池寿命,且本身循环寿命较短,而且充电速度也相对较慢。
经过改进的铅酸电池,如胶体电池等,其容量得到了大幅提升,允许的放电深度也随之提升,循环寿命也相对更好,正常情况下可完成1500~ 3000次充放电循环,而且温度适应性很好,对于外部运行环境的要求很小。
但相比于液流电池,其循环寿命依旧偏短。
针对这一缺点,在国外有将铅酸电池与超级电容结合运用的实例。
从市场方面来说,超级电容的市场运用十分广泛,国内外已有大量生产厂家和品牌,因此采购十分容易。
目前市场上常见的铅酸电池额定电压主要为2V和12V两种,其中2V的铅酸电池中,容量最大的型号一般可达每只2000Ah左右,而12V 的铅酸电池型号容量最大可达到200~250Ah,它们的设计使用寿命一般在8~10年以上,期间无需维护,使用相对安全。
根据品牌、用料、做工的不同,铅酸电池的单体价格差异很大,国内生产的铅酸电池,12V/200Ah的型号单价多在4000~ 5000元上下,2V/2000Ah的型号单价多在7000~8000元上下,外销或者进口的品牌则价格更高。
以380V/1MW系统为例计算:电池串联数=380V/单体额定电压(V)并联组数=1MW/[串联数×单体电压(V)×单体容量(V)]总节数=串联数×并联组数总价格=单价×总节数3.4.2氧化还原钒电池液流电池一般称为氧化还原液流电池,是一种新型的大型电化学储能装置。
正负极全使用钒盐溶液的称为全钒液流电池,简称钒电池,是目前发展势头强劲的优秀绿色环保蓄电池之一,也是应用最多的液流电池之一。
钒电池的优点主要表现为:循环寿命很长,可达数万次甚至更多;放电深度和电池的寿命几乎没有关系;频繁充放电对电池的寿命几乎没有影响;电池容量可实时监测,对系统管理有相当的好处。
因此,氧化还原钒电池非常适合运用于风力发电储能。
钒电池的缺点主要表现为:由于钒电池容量依靠大型储液罐,体积较大,占地面积有一定的要求;对于运行环境温度要求较为苛刻,需要在恒温厂房中安置;由于电解液循环依靠泵和输液管道,结构较为复杂。
此外,由于开发运用时间较短,目前钒电池而且需要根据项目具体提出的容量和功率情况来决定,造价相对较高。
3.4.3钠硫电池钠硫电池是一种以金属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质隔膜的二次电池。
在一定的工作温度下,钠离子透过电解质隔膜与硫之间发生可逆反应,形成能量的释放和储存。
电池通常是由正极、负极、电解质、隔膜和外壳等几部分组成。
钠硫电池目前在大容量领域运用实例很多,相比钒电池,钠硫电池产品成熟,全球有超过200MW的应用;同时产品体积较小,结构也相对简单。
但钠硫电池需要运行在300~350℃的高温环境下,常需要配备柴油发电机对其进行加热,维护困难且更容易发生安全隐患;同时钠硫电池的容量不可实时测知,且效率相对也比较低。
目前全球范围内钠硫电池的生产厂商极少,采购相对困难。
3.4.4锂离子电池锂离子电池储能密度很高,同样容量的电池几乎是钒电池的1/5~1/10大小;温度适应性广,从-20~+70℃的环境下都可正常工作;功率特性好,充放电速度快;储能效率可高达90%以上。
但与此同时,锂离子电池容量很小,且价格十分高昂,一般运用于车载动力电池领域,在风力发电大规模储能方面的运用尚处于起步阶段。