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【电鲁班】储能知识知多少?

2022-09-26浏览次数:930


Part1:什么是储能

Part2:储能技术是如何分类的

Part3:为什么要储能

Part4:储能的重要性

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小风机转呀转

过去,农牧地区的家家户户都会选择安装一架小风机,亦或是一块光伏板,来满足用电需求。

当风势渐渐变大,风机吱吱呀呀地转起来,大概是当地小朋友们最欢乐的时候,这意味着他们又可以坐在电视前,心满意足地观看一集喜欢的动画片。

然而,风的来去并没有规律可循,当无风时,家里的电器就会面临无电可用的窘境。

随着电网覆盖率的大幅提高,目前已经几乎没有家庭需要再考虑供电问题,家用风机/光伏+电池的组合本来会逐渐淡出人们的视野。现在,因为碳中和的到来,这种组合却正在成为全国电力系统必不可少的组成部分。


什么是储能

简而言之,储能主要是指电能的存储。电能在绝大多数情况下都是即发即用的,主要原因是电能不易直接存储。要存储电能时,须将电能转换为其他形式的能存储起来,用时再将其他形式的能转换为电能。

储能的目的是,将存储的电能作为灵活调节能源,在电网负荷低的时候储能,在电网负荷高的时候输出能量,用于电网调峰填谷。


储能技术是如何分类的?

机械储能

包括抽水储能、压缩空气储能和飞轮储能

电化学储能

包括铅酸电池、锂离子电池、液流电池、钠硫电池等等

电磁储能

包括超导储能、电容储能、超级电容储能


为什么要储能?

做好的饭菜吃不完,不存冰箱也会坏,坏了就扔,扔了就浪费。同理,如果将自然资源转化为了电能,用不完的那部分不存下来,也只能弃了,就浪费掉了。

    Q:我们到底应该储哪些方面的能?

我国拥有一个庞大且复杂的电力系统,这个系统主要由发电、输配电、用电三个部分组成。

在发电侧,各类电站首先将电力出售给国家电网;在输配电侧,国家电网再将电力输送、配送给终端的各类用户。

电能有一个非常明显的特点,即无法被直接储存,也就是说,发出多少电,就要用掉多少电。

目前,我国能源端仍然是以煤为燃料的火力发电为主,煤作为不可再生能源,耗能大、污染大。而风、光、水都是可再生能源,耗能小、污染也小。


Q:那为什么我们仍然依靠火电呢?是因为缺风、光、水吗?

因为相较于火电,风、光、水等可再生能源发电都是“靠天吃饭”,具有间歇性和不稳定性。可能存在需要的时候没有,不需要的时候又有很多的情况。


通过储能系统,可以在绿电发电高峰时,将电力“消化”并储存起来,同时在发电低谷时,释放电力以满足当时的用电需求。也就是说,储能系统实质上起到了在供给侧对绿电的稳定和调控作用。

所以,我们的超级“充电宝”应该存的就是,像风、光、水这些具有间歇性和不稳定性的可再生能源发出的电能,以备在电能不足时派上用场。

有学者算过一笔账:按照目前全球的用电量,只要4万平方公里的太阳能面板,就足够供应全球用电了。


4万平方公里听起来吓人,其实只有我国新疆维吾尔自治区面积的1/40。

可见,可再生能源发电虽然绿色、环保、低碳,但弃风、弃光普遍存在。要解决可再生能源发电的不稳定性,其解决思路中必然少不了储能!


储能的重要性

储能作为新能源发展的核心支撑,是能源转换与缓冲、调峰与提效、传输与调度、管理与运用的核心技术,贯穿新能源开发与利用的全部环节,覆盖电源侧、电网侧、用户侧

电源侧

风、光、水等可再生能源与生俱来的随机性、间歇性和波动性给电力系统带来了诸多挑战。

先天的不足,只能靠后天弥补。因此,储能技术的兴起和普及将扭转我国仍以火力发电为主的局面。“可再生能源+储能”将成为电源侧未来重点发力方向,虽然目前尚有诸多难题待解,但它已经成为能源领域历史级变化的开始。


按照国家规划:到2060年水电、风电、光伏等清洁能源占比90%。

电网侧

前面提到,储能可以作为灵活调节电源,在电网侧达到调峰填谷的作用。那么,什么是调峰填谷呢?

这是电网侧对用电需求波动的一种应对手段。用电高峰时,电网可能出现供不应求的情况。这时,就需要有特别的应对手段——调峰。储能电站作为调峰电源,可以有效减小电网峰谷差,提高设备利用率和电网稳定性。

用户侧

可以说,未来储能的普及可能会改变用户侧的用电消费习惯。

大家都知道,低谷电价比尖峰电价便宜,且电价差达3-4倍。如果有一天,储能系统的成本大幅度下降,大的用电客户可能会自建一个储能系统,在低谷时段将电存起来,高峰时用。

总的来说,储能技术的发展和储能装置的大规模应用,既可以更好地保障用电需求、保证电网安全稳定运行,还可以大大提高可再生能源发电的比例,降低碳排放量,为实现“碳达峰、碳中和”作出贡献。