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关注新能源储能系统

作者: 来源:中国储能网| 发布时间:2010-10-15 浏览:

传统能源的日益匮乏和环境日趋恶化,极大地促进了新能源的发展,新能源发电的规模也快速攀升。但风电、太阳能发电自身所固有的随机性、间歇性特征,决定了其规模化发展必然会对电网调峰和系统安全运行带来显著影响。

目前现有电力系统接纳新能源的能力很弱,随着国内新能源发电规模的快速扩大,电网与新能源的矛盾越来越突出,对储能的需求更为迫切。

储能技术在很大程度上解决了新能源发电的随机性、波动性问题,可以实现新能源发电的平滑输出,能有效调节新能源发电引起的电网电压、频率及相位的变化,使大规模风电及太阳能发电方便可靠地并入常规电网。

大容量储能还可提高能源利用效率,为国家节约巨额投资。为应对城市尖峰负荷,电力系统每年都要新增大量投资用于电网和电源后备容量建设,但利用率却非常低。同样是为了应对尖峰负荷,转而采用大容量储能技术,不仅投资会成倍减少,而且由于储能设施占地少、无排放,其节地、节能、减排的效果是其他调峰措施无法比拟的。
 

储能系统

全球储能技术主要有物理储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池、超级电容器等)和电磁储能(如超导电磁储能等)三大类。

目前技术进步最快的是化学储能,其中钠硫、液流及锂离子电池技术在安全性、能量转换效率和经济性等方面取得重大突破,产业化应用的条件日趋成熟。

“东润环能”在储能系统领域与美国能源部圣地亚国家实验室“爱荷华州储能园区项目”保持着密切联系,同时和国内领先的蓄能电池产品供应商“普能科技”、“比亚迪”就储能系统研发展开深入合作。目前大型钒液流储能系统已经在北美、日本电力企业获得了实际的应用。

钒液流电池技术原理
钒电池全称为全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery,缩写为VRB),是一种基于金属钒元素的氧化还原可再生燃料电池储能系统钒电池电能以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中,通过外接泵把电解液压入电池堆体内,在机械动力作用下,使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动,采用质子交换膜作为电池组的隔膜,电解质溶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。这个可逆的反应过程使钒电池顺利完成充电、放电和再充电。 
 
钒液流电池的特性

系统使用寿命长。钒电池充放电次数超过10万次,使用寿命达到10年以上。
系统效率高。钒电池系统循环效率可达65-80%。
支持频繁充放电。钒电池支持频繁大电流充放电,每天可实现充放电数百次,而不会造成电池容量下降。
支持过充过放。钒电池系统支持深度充放电(DOD > 80%),深度放电而不损坏电池。
充放电速度比为1.5:1。钒电池系统能够实现快速充放电,满足负载需要。
自放电率低。钒电池正负极电解液中的活性物质分别储存在不同的储罐中,在系统关闭模式,储罐中的电解液无自放电现象。
启动速度快。钒电池系统运行过程中充放电切换时间小于1毫秒。
电池系统设计灵活。钒电池系统的功率与容量可以独立设计,按照客户需求配置,并实现快速升级。
维护成本低。钒电池系统实现全自动操作,操作成本低,维护周期长,维护简单。
环保无污染。钒电池系统在常温下封闭运行,符合环保要求,可以完全回收,无处置问题。
 

钒液流电池储能系统应用

钒液流电池储能系统(VRB-ESS)能够应用于电力供应价值链的各个环节,可将诸如风能、太阳能等间歇性可再生能源电力转化为稳定的电力输出;偏远地区电力供应的最优化解决方式;电网固定投资的递延,以及削峰填谷的应用。VRB-ESS储能系统也能够作为变电站及通信基站提供备用电源得到应用。

日本Tomammae风电场储能项目:

日本NEDO项目资助建成世界上规模最大的钒电池储能系统用于风电场储能。该系统额定功率4MW,最大功率6MW,储能时间1.5小时,平稳风电场不稳定的功率输出。Tomammae风电场位于日本北海道,由日本电力公司负责运营,发电功率为32MW。该系统在3年的时间里实现循环270,000次,并成功实现储能系统SOC的实时监测管理,这大大减少了钒电池体积并提高了系统安全性,有效避免过充。
 

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