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世界上第一座儲能站從誕生到現(xiàn)在已經一百多年了,1882年誕生于瑞士的蘇黎世,為抽水儲能,而我國的第一座抽水儲能站誕生于1968年的崗南,裝機容量11MW。離我們比較近的抽水儲能站為深蓄,共有4臺300MW機組,已投產發(fā)電。近年來發(fā)展迅猛的電化學儲能站,儲能單元采用的是磷酸鐵鋰電池等,和抽水儲能站相比,充放電效率更高(接近100%,抽水儲能站普遍為70%-85%),響應速度更快,更加經濟。 除了以上兩種方式的儲能外,還有飛輪儲能,壓縮空氣儲能,相變儲能等 ,有興趣的可以去找找相關資料。
儲能電站顧名思義,就是用來儲存電能的,從本質上來說,就是給我們平時用的電能加上一個時間變量。傳統(tǒng)上電能是即發(fā)即用,瞬時平衡的,沒有時間因素,儲能就是給電能加上了時間變量,達成我們想什么時候用就什么時候用的心愿。就好比我們做飯做多了,一次吃不完,又怕壞掉,怎么辦,就把它放到冰箱里,想什么時候吃就什么時候吃,一個道理。有了這個時間變量,給電網(wǎng)帶來很多好處,可以用來給電網(wǎng)調峰調頻 ;可以作為電網(wǎng)的應急電源,實現(xiàn)黑啟動;可以配合不穩(wěn)定的新能源實現(xiàn)電能的平穩(wěn)輸出。對用戶也有好處,用戶可以建設儲能站利用電價的峰谷價差來創(chuàng)造收益。
既然儲能站有這么多好處,為什么不多建設一些?他還有許多技術難題需要解決,一、安全性,儲能系統(tǒng)儲存巨大的能量,在能量存儲和釋放過程中可以產生巨大的熱量,因此儲能系統(tǒng)的散熱設計非常關鍵。二、 性能,性能包括功率、能量、效率、反應時間,靈活及多功能性等指標。根據(jù)儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)不同環(huán)節(jié)的應用,對功率的要求從幾十千瓦到上百兆瓦不等,放電時間的要求從幾秒,幾分鐘,幾十分鐘,幾小時,甚至幾天不等。一個重要的指標是反應時間越短越好,一般要在一秒以內達到系統(tǒng)要求。有些應用比如頻率支持甚至要求低于0.1秒。這樣的反應時間是傳統(tǒng)的抽水蓄能和壓縮空氣系統(tǒng)不能提供的。功能上的靈活性能夠增加儲能系統(tǒng)的實用價值。三、耐久性,即系統(tǒng)壽命。傳統(tǒng)能源和新能源發(fā)電廠的生命周期都在20年以上,與之匹配的儲能系統(tǒng)也需要有相同的長壽命。一般需要電網(wǎng)儲能系統(tǒng)壽命超過10年,并且可以承受超過4000次深度充放電的考驗。四、經濟性,不僅要關注電池的成本,還有變電系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等系統(tǒng)性成本;不僅是電池系統(tǒng)成本,還有安裝和工程造價;不僅是資金成本,還有運營維護成本——因此要比較不同循環(huán)壽命周期下的度電成本。五、可靠性,電池系統(tǒng)不需要太多的維護和保養(yǎng)。
儲能技術發(fā)展對電網(wǎng)來說意義重大。中國目前的儲能站大部分為抽水蓄能,但是搞抽水蓄能要開山、要建壩,要架線,這一系列的工程非常大。如果電池的儲能技術足夠成熟,就可以替代抽水蓄能。所以發(fā)展用于電網(wǎng)的大規(guī)模電池儲能技術是未來的方向。