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固定式儲能系統(tǒng)是什么,它是如何工作的

獨愛72H ? 來源:全國能源信息平臺 ? 作者:全國能源信息平臺 ? 2020-03-21 17:02 ? 次閱讀
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(文章來源:全國能源信息平臺)

隨著新一輪能源革命的興起,太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電正在全球蓬勃發(fā)展。據(jù)報道,2019年全球太陽能發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘恳殉^100GW,同時,陸上及海上風(fēng)力發(fā)電也在加速布局。

然而,可再生能源生產(chǎn)方式受到自然條件限制,具有間歇性和波動性的特點。例如:在特定地區(qū),新安裝的太陽能和風(fēng)能發(fā)電設(shè)備與現(xiàn)有發(fā)電設(shè)備同時發(fā)電時,會導(dǎo)致某時段內(nèi)可再生能源電力過剩;而在沒有陽光、沒有風(fēng)的天氣下,則會出現(xiàn)電能短缺。

如何捕獲并儲存多余電能作為備用能源成為目前一大挑戰(zhàn)。而固定式儲能技術(shù)將在解決這一問題中扮演重要角色,成為未來能源基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。那么,什么是固定式儲能系統(tǒng)?固定式儲能系統(tǒng)包括一組電池、電子控制系統(tǒng)、逆變器和熱管理系統(tǒng),并集成在一個設(shè)備外罩中。固定式儲能系統(tǒng)可以存儲能量,并在需要時將能量轉(zhuǎn)化為電能,釋放出來。

固定式儲能單元是如何工作的?電池和電子控制系統(tǒng)是固定式儲能系統(tǒng)的核心。電池以化學(xué)能的形式將能量存儲在系統(tǒng)中, 鋰是把化學(xué)能存儲在電池中最常用的元素。

電池在放電和充電過程中的工作原理:以電的形式釋放能量:鋰原子攜帶其電子存儲在電池同一端。當(dāng)電子與鋰原子分離后, 電子通過外部電路為負(fù)載供電。同時,失去電子后的鋰原子變成帶正電的鋰離子,從電池的一端移動到另一端。這種運動會持續(xù)到所有鋰離子移動到另一端為止,即電池電量耗盡時。

電池充電并存儲化學(xué)能:電池外部的電源提供電能,向電池中注入電子。帶負(fù)電的電子與帶正電的鋰離子結(jié)合,生成鋰原子后從電池的一側(cè)移到另一側(cè)。當(dāng)所有鋰原子移動完畢,電池就充滿電了。電子控制系統(tǒng),協(xié)調(diào)儲能系統(tǒng)運作的中心,它控制電池何時需要充電,何時需要向負(fù)載放電及熱管理系統(tǒng)的運行。此外,控制系統(tǒng)還與儲能系統(tǒng)外部的設(shè)備進(jìn)行交互來協(xié)調(diào)運行。

逆變器,將電池產(chǎn)生的電能由直流電(DC)轉(zhuǎn)換為交流電(AC)。家庭和辦公室中大都使用交流電,公用電網(wǎng)也是通過交流電的方式來供電。在逆變器的幫助下,電池提供的電能就可以轉(zhuǎn)換為交流電為負(fù)載供電。熱管理系統(tǒng),控制整個系統(tǒng)的溫度,防止電池內(nèi)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量對系統(tǒng)造成傷害。

隨著電池技術(shù)的快速發(fā)展及成本的降低,固定式儲能技術(shù)在全球迅速發(fā)展,儲能系統(tǒng)將成為提升可再生能源靈活性的重要手段。

在中國,根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)全球儲能項目數(shù)據(jù)庫的不完全統(tǒng)計,截止到2019年底,中國已投運的電力儲能項目累計裝機(jī)容量(包含物理儲能、電化學(xué)儲能以及熔融鹽儲熱)達(dá)到32.3GW。成本下降驅(qū)動固定儲能解決方案快速發(fā)展的同時,用戶對電價、現(xiàn)有電力基礎(chǔ)設(shè)施的低彈性、業(yè)務(wù)運營的重要性等因素的考量,也推動了其應(yīng)用。公用事業(yè)、電力生產(chǎn)商和電網(wǎng)運營商,以及商業(yè)建筑領(lǐng)域正率先部署儲能系統(tǒng)。

公用事業(yè)、電力生產(chǎn)商和電網(wǎng)運營商:在裝機(jī)容量不斷增加的區(qū)域,儲能解決方案能幫助用戶解決可再生能源間歇性波動、高峰需求和短期停電等難題。商業(yè)建筑:對于那些能源成本高或運營連續(xù)性極為重要的企業(yè),儲能解決方案將變得更加普遍。此外,固定式儲能解決方案系統(tǒng)的另一個用途是,在停電后啟動備用發(fā)電機(jī)時能提供不間斷的電源供應(yīng)。
(責(zé)任編輯:fqj)

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