储能技术-储能材料-新能源材料-锂电池储能
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2007年我国原油对外依存度达到46.05%。 每年新增1000万辆汽车，石油需求新增 2000万吨左右。 如何保证？？？
CO2大量排放带来的最直接危害——温室效应！
从左图大气 CO2 浓 度随年代的变化及其在 全球的分布图可以看出 ： 很明显，近20年来 ， CO2 的浓度上升迅速 非常迅速，2010年将接 近550ppm。 而且，主要分布在 美国和中国所在的北半 球高纬度60-80度处。
（1）太阳能
太阳能的转换和利用方式： 光——热转换 接收或聚集太阳能使之转换为热能，然后用于生产和生 活的一些方面，是光一热转换即太阳能光热利用的基本方式。 光——电转换 利用光生伏打效应原理制成的太阳能电池，可将太阳的光 能直接转换成为电能，称为光一电转换，即太阳能光电利用。 光——化学转换 光一化学转换目前尚处于研究开发阶段，这种转换技术包 括半导体电极产生电面电解水产生包、利用氢氧化钙或金属 氢化物热分解储能等内容
表3 全球各国CO2排放量比较排行
在北京、上海等大城市，空气污染的 60%来自汽车排放 二氧化碳的全球排放量中，中国居第
二
1.2 新能源
新能源 广义上来说，有 别于传统依靠矿 物质原料燃烧的 能源都称之为新 能源。
Wave Tide
太阳能
风能
生物质能
核能
地热、潮汐 能……
资源丰富、利用方便、洁净无污染
300 250 200 150 100 50 0 太阳能 石油 天然气 煤 铀
世界 中国
我国各种能源探明储量（以储采比表示）与世界比较
摘自“光伏技术和产业发展战略国际研讨会：机遇与挑战” 论文集 2004年4月8日， 北京 P8
石油如何满足？
—— 能源及环境的可持续发展面临挑战
石油如何满足？
我国石油储量不足世界的2%。
• 分子运动——热能；
• 原子运动——化学能；
• 带电粒子的定向运动——电能；
• 光子运动——光能
• 电磁能 Electro-magnetic energy ：
彼此相互联系的交变电场和磁场所具有的能量，是
电场能和磁场能的总和。
• 由于电磁场对电荷有洛伦兹力作用，所以电磁能可以 通过场对运动电荷作功而与其他形式能量（如热能、 机械能等）相互转化，电磁能也能从空间一处传播到
清 洁 能 源 存 储
储能技术的功率等级及技术成熟度
2.2 储能方式
机械储能 化学储能 电磁储能
2.2.1 机械储能
弹性储能 液压储能 抽水储能 压缩空气储能 飞轮储能
飞轮储能
• 飞轮储能——是指驱动电机带动飞轮旋
转将电能以机械能的形式储存起来，在整 个电能的存储和释放过程中都利用了电力 电子转换技术。 • 飞轮储能密度的大小是由飞轮转子转速大 小决定的。
1999 年欧洲 Urenc Power 公司利用高强度 碳纤维和玻璃纤维复 合材料制作飞轮，转速为 42 000 rad/min，2001 年 1 月系统投入运 行，充当UPS，储能量达到 18 MJ
飞轮储能的主要优点有：
• 1)储能密度高：比超导磁储能、超级电容器储能 和一般的蓄电池都要高。以目前的最好的碳素纤 维复合材料来说，这种材料的飞轮转子可以承受 的最大线速度达到 1000m/s 以上，储能密度可达 到 230Wh/kg。
另一处
能量的单位
• 能量的单位：
焦J、尔格、千瓦时kWh、卡cal、电子伏（特）eV等
• 国际单位是焦耳J
1J=0.2388cal
• 原子物理和粒子物理中还常使用电子伏：
1 eV = 1.602×10-19 J
• 二、储能技术与应用
二、储能技术
2.1 储能技术的用途
电源管理
供 电 稳 定
电 站 调 峰
储能技术与应用
• 一、能源概况
一. 能源概况
1.1
化石能源现状
1.Leabharlann Baidu 新能源 1.3 储能的基本概念
1.1 化石能源现状
1.可再生清洁能源如风能、太阳 能等所占比例不到3% 2.石油、煤和天然气占初级 能源消耗的85%左右 3.其余主要是火电和水电
据可靠资料报道，到2020年，我 国能源的消费比例除了利用石油、 煤和天然气以及水电外，风能的 消费比例要占到10%，核能的消 费要占到3%。
• 2)充放电时间短，且无过充放电问题：飞轮储能 充电只需要几分钟，而不像化学电池需要几个小 时的充电时间。
• 3）寿命长：飞轮储能系统的寿命主要取决于其电 力电子的寿命，一般可达到 20 年左右。
飞轮储能技术广泛应用的主要瓶颈：
是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白
日、是风力较少的时间；
• 必须等待储能技术发展。
（3）生物质能
• 生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色
植物通过叶绿宏将太阳能转化为化学能而贮存在 生物质内部的能量。
•
有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植
物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材及
森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物
• 按温度高低可分为： • • •
• 地热能的利用方式主要有地热发电和地热直接利用两大类 。
1.3 能的定义
• 能是度量物质运动的
一种物理量；
• 能量是物质运动的量
化转换，简称“能”
。
能量的存在形式：
• 机械能（风能、潮汐能）
• 内能（地热等）
• 电能
• 化学能
• 原子能
• 电磁能
• 宏观物体的机械运动——机械能 • （动能、位能和压力能）；
、城市和工业有机废弃物等。
（4）地热
• 地热资源：是指在当前技术经济和地质环境条件下，地壳 内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和地热流 体中的热能量及其伴生的有用组分。
• 按赋存形式可分： • 水热型(又分为干蒸汽型、湿蒸汽型和热水型)、地压型、 干热岩型和岩浆型四大类； 高温型(>150℃) 中温型(90—149℃) 低温型(<89℃)。
（2）风能
风能是指太阳辐射造成地球 各部分受热不均匀，引起各地 温差和气压不同，导致空气运 动而产生的能量。
利用风力机可将风能转换成 电能、机械能和热能等。风能 利用的主要形式有风力发电、 风力提水、风力致热以及风帆 助航等。
• 风能的缺点：
• 在一些地区、风力发电的经济性不足：
许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况
CO2大量排放带来的最直接危害——温室效应！
从左图大气 CO2 浓 度随年代的变化及其在 全球的分布图可以看出 ： 很明显，近20年来 ， CO2 的浓度上升迅速 非常迅速，2010年将接 近550ppm。 而且，主要分布在 美国和中国所在的北半 球高纬度60-80度处。
（1）太阳能
太阳能的转换和利用方式： 光——热转换 接收或聚集太阳能使之转换为热能，然后用于生产和生 活的一些方面，是光一热转换即太阳能光热利用的基本方式。 光——电转换 利用光生伏打效应原理制成的太阳能电池，可将太阳的光 能直接转换成为电能，称为光一电转换，即太阳能光电利用。 光——化学转换 光一化学转换目前尚处于研究开发阶段，这种转换技术包 括半导体电极产生电面电解水产生包、利用氢氧化钙或金属 氢化物热分解储能等内容
表3 全球各国CO2排放量比较排行
在北京、上海等大城市，空气污染的 60%来自汽车排放 二氧化碳的全球排放量中，中国居第
二
1.2 新能源
新能源 广义上来说，有 别于传统依靠矿 物质原料燃烧的 能源都称之为新 能源。
Wave Tide
太阳能
风能
生物质能
核能
地热、潮汐 能……
资源丰富、利用方便、洁净无污染
300 250 200 150 100 50 0 太阳能 石油 天然气 煤 铀
世界 中国
我国各种能源探明储量（以储采比表示）与世界比较
摘自“光伏技术和产业发展战略国际研讨会：机遇与挑战” 论文集 2004年4月8日， 北京 P8
石油如何满足？
—— 能源及环境的可持续发展面临挑战
石油如何满足？
我国石油储量不足世界的2%。
• 分子运动——热能；
• 原子运动——化学能；
• 带电粒子的定向运动——电能；
• 光子运动——光能
• 电磁能 Electro-magnetic energy ：
彼此相互联系的交变电场和磁场所具有的能量，是
电场能和磁场能的总和。
• 由于电磁场对电荷有洛伦兹力作用，所以电磁能可以 通过场对运动电荷作功而与其他形式能量（如热能、 机械能等）相互转化，电磁能也能从空间一处传播到
清 洁 能 源 存 储
储能技术的功率等级及技术成熟度
2.2 储能方式
机械储能 化学储能 电磁储能
2.2.1 机械储能
弹性储能 液压储能 抽水储能 压缩空气储能 飞轮储能
飞轮储能
• 飞轮储能——是指驱动电机带动飞轮旋
转将电能以机械能的形式储存起来，在整 个电能的存储和释放过程中都利用了电力 电子转换技术。 • 飞轮储能密度的大小是由飞轮转子转速大 小决定的。
1999 年欧洲 Urenc Power 公司利用高强度 碳纤维和玻璃纤维复 合材料制作飞轮，转速为 42 000 rad/min，2001 年 1 月系统投入运 行，充当UPS，储能量达到 18 MJ
飞轮储能的主要优点有：
• 1)储能密度高：比超导磁储能、超级电容器储能 和一般的蓄电池都要高。以目前的最好的碳素纤 维复合材料来说，这种材料的飞轮转子可以承受 的最大线速度达到 1000m/s 以上，储能密度可达 到 230Wh/kg。
另一处
能量的单位
• 能量的单位：
焦J、尔格、千瓦时kWh、卡cal、电子伏（特）eV等
• 国际单位是焦耳J
1J=0.2388cal
• 原子物理和粒子物理中还常使用电子伏：
1 eV = 1.602×10-19 J
• 二、储能技术与应用
二、储能技术
2.1 储能技术的用途
电源管理
供 电 稳 定
电 站 调 峰
储能技术与应用
• 一、能源概况
一. 能源概况
1.1
化石能源现状
1.Leabharlann Baidu 新能源 1.3 储能的基本概念
1.1 化石能源现状
1.可再生清洁能源如风能、太阳 能等所占比例不到3% 2.石油、煤和天然气占初级 能源消耗的85%左右 3.其余主要是火电和水电
据可靠资料报道，到2020年，我 国能源的消费比例除了利用石油、 煤和天然气以及水电外，风能的 消费比例要占到10%，核能的消 费要占到3%。
• 2)充放电时间短，且无过充放电问题：飞轮储能 充电只需要几分钟，而不像化学电池需要几个小 时的充电时间。
• 3）寿命长：飞轮储能系统的寿命主要取决于其电 力电子的寿命，一般可达到 20 年左右。
飞轮储能技术广泛应用的主要瓶颈：
是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白
日、是风力较少的时间；
• 必须等待储能技术发展。
（3）生物质能
• 生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色
植物通过叶绿宏将太阳能转化为化学能而贮存在 生物质内部的能量。
•
有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植
物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材及
森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物
• 按温度高低可分为： • • •
• 地热能的利用方式主要有地热发电和地热直接利用两大类 。
1.3 能的定义
• 能是度量物质运动的
一种物理量；
• 能量是物质运动的量
化转换，简称“能”
。
能量的存在形式：
• 机械能（风能、潮汐能）
• 内能（地热等）
• 电能
• 化学能
• 原子能
• 电磁能
• 宏观物体的机械运动——机械能 • （动能、位能和压力能）；
、城市和工业有机废弃物等。
（4）地热
• 地热资源：是指在当前技术经济和地质环境条件下，地壳 内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和地热流 体中的热能量及其伴生的有用组分。
• 按赋存形式可分： • 水热型(又分为干蒸汽型、湿蒸汽型和热水型)、地压型、 干热岩型和岩浆型四大类； 高温型(>150℃) 中温型(90—149℃) 低温型(<89℃)。
（2）风能
风能是指太阳辐射造成地球 各部分受热不均匀，引起各地 温差和气压不同，导致空气运 动而产生的能量。
利用风力机可将风能转换成 电能、机械能和热能等。风能 利用的主要形式有风力发电、 风力提水、风力致热以及风帆 助航等。
• 风能的缺点：
• 在一些地区、风力发电的经济性不足：
许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况