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关于储能系统和光伏你需要知道的一些事
日期:2021-10-13   [复制链接]
责任编辑:sy_yangjurong 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
存储的概念与时间本身一样古老。人类只有在能够将某一天生产的东西—农作物、一顿饭,甚至一个想法储存起来以备日后使用时,才能实现文明突飞猛进的进步。
同样,使用电池储存能量的概念对我们来说是如此熟悉,就像我们让电视保持工作的遥控器中的5号或7号电池一样简单,以至于大多数人很少考虑电池在你的房间,你的隔壁或者整个城市中起到的作用。但是储能系统,尤其是电池,在未来清洁能源中扮演着重要的角色。

什么是光储一体化系统?

光储系统的主要功能是存储太阳能电池板产生的能量,以便日后使用。无论从节省费用的角度还是在电网停电时作为备电的方面,将能量储存起来会有很多益处。它是由光伏系统和储能系统组成的。

安装光储系统的最主要的优势是它能给您提供电能,即使光照不好的情况下。目前国内的户用光伏系统产生的电能都输送至国家电网,也就是所说的光伏“全额上网”模式。当电网停电的时候,您的光伏系统也会停止工作,没有任何的能量可以支持你的家用电器和手机。当使用光储系统时,能量可以被存储起来并可以在任何时间使用,当能量耗尽时可以继续使用市电。

目前全国各地都在限电,小企业停产。理论上讲如果有一套光储系统的话,可以缓解居民限电带来的不便。前面的文章也说了投资光伏和储能的前期需要不菲的投入,再加上国内的电网一直很发达,覆盖面广,从冰天雪地到海岛沙漠都能有电网的存在。所以许多的光储系统一般都在非洲或者或者欧美的边远小镇。现在来看便携的能量存储系统在市场上会有不错反响。

电池和储能系统是一回事吗?

不一样!电池只是储能系统中的一种形式,但并非所有的储能都是用电池构成的。在家庭应用场景中,最常见的储能形式就是电池,因此经常将电池和储能互相使用;然而,对于商业和工业乃至整个电网来说,储能系统往往有更多的形式,比如有抽水蓄能,飞轮储能,电磁储能等等。

为什么电池对清洁能源如此重要?

电池作为清洁能源未来的重要组成部分,一个关键原因是:它们能够将可变能源供应与能源需求相匹配。下面需要快速讨论使用化石燃料发电与使用风能和太阳能等清洁能源发电之间的区别来说明这点。

现在电网最擅长:用化石燃料发电

电网是电线杆相互连接的网络,通过输电线将我们的家庭和企业与发电厂连接起来。发电厂产生的电流通过电网进入千家万户,才有我们的万家灯火。重要的是,电网的设计是为了使电力生产与电力需求相匹配。换句话说,电网擅长于预测何时何地需要电力,而产生当时所需的精确电量(还会加一点安全余量),并在需要的时候将电力精确地输送到需要的地方。相当精妙的平衡!
最初,保持这一精妙平衡的最具成本和资源效率的运行方法是使用化石燃料发电厂,如煤炭和天然气设施。简言之,当电网运营商预测到会有更多的电被使用时(就像夏天炎热的中午启动的空调样),他们可能会通知燃煤或天然气发电厂通过燃烧更多的煤或天然气来产生更多的电能。如果这些发电厂已经满负荷了,电网操作员可以呼叫另一个发电厂,告诉他们开始提高功率。同样的原理,如果人们休息,工人下班后夜间电力需求下降时,电网操作员给电厂下达降低发电功率的指令。

当用电需求增加时,电网可以增加供应。当需求减少时,发电厂会调整以减少电量供应。简单地说,就是调整供给以满足需求。

现在电网不擅长:整合可再生能源

现在考虑一个场景,你可以预测发电厂将发多少电量,但你无法精确的控制何时会发生。在这种情况下,为了继续向人们提供电力,你可能需要:

1)在用电需求突然增加时快速调度电厂进行调整

2)发电时找到存储电力的方法,在用电需求突然增加时可以随时使用。
从本质上讲,这正是可再生能源技术所面临的问题,也是一些电网历来不能全面支持可再生能源的部分原因。太阳能只能在白天发电,类似的,风能只在风量达到一定条件下才能产生电能,静止时不会产生电能。我们可以预测太阳的辐照强度和风力的频率强度,甚至可以提前一分钟预测太阳能和风能会产生多少电量。但我们无法改变四季更替,日夜轮回,这意味着我们无法控制这些新能源每天都能产生稳定的电能,这就是电网抵触可再生能源的一个原因,现在的电力网络无法控制随时随地上网的光电和风能,无形中增加了电网额外的调度难题。

储能如何帮助可再生能源

这是储能在帮助电网整合更多可再生能源方面发挥重要作用的地方。通过储存风力和光伏电力供日后使用,储能系统可以更好地改变电力供应以满足需求。在“碳中和,碳达峰”承诺下的国家电网只有在能源储存系统帮助下才能实现既定目标。

储能系统的类型

现在当人们谈论储能时,他们通常指的是电池,尤其是与太阳能系统配套使用时。然而,电池储能远不是唯一的储能形式,也远不是第一种为电网提供储能解决方案的技术。也就是说,对大多数人来讲,最好、最实用的储能方式是电化学储能,当你想到光伏发电,你可能会想到电化学储能。

电化学存储

如果你听说过存储或电池,电化学存储可能是你最熟悉的。电化学储存包括许多不同种类的电池——从锂离子电池到铅酸电池,甚至是钒流电池。你会发现这些类型的电池随处可见:遥控器里的5号和7号电池是一种电化学存储形式,手机电池甚至汽车电池也是如此。

考虑到这一点,你也许能够猜测电化学存储的主要好处:小巧。这些类型的电池可以制成各种形状和尺寸,并且功率密度较高,这意味着它们的尺寸会带来很大的吸引力。这使得电化学存储设备非常适合您的家庭或企业,这就是为什么它们通常与太阳能光伏系统配对。

重力储能

几十年来,能量储存一直以重力储存的形式为电网提供服务。最常见的形式是抽水蓄能:水被泵送上高坡进入水库,然后通过一系列涡轮机排放到下游产生电力。在电力充足、价格低廉或两者兼有的情况下向山上抽水,在电力短缺或价格更高的情况下泄水发电,抽水蓄能作为一种大规模储存过剩电能的方式一直为电网提供服务。中国最大抽水蓄能电站是由中国能建葛洲坝机电公司承建的——安徽绩溪抽水蓄能电站。
值得注意的是,抽水蓄能并非重力储能的唯一形式。许多创新技术的目标是对不同的物体使用类似的方法,例如使用滑轮提升大型重物,然后通过释放这些物体并让它们下落来发电。其他类似技术涉及到未知领域,别问——问也不懂。

机械储能

另一种早期的储能形式是机械储能。最常见的机械储能类型是飞轮储能。它和发条玩具没有什么不同:你通过发条玩具(或飞轮)来储存能量,然后让发条(或飞轮)放松来释放能量。飞轮储能虽然还没有大规模应用,但考虑到飞轮释放能量的速度,但在碳中和的目标下,飞轮储能将堪大任。

另一种形式的机械储能是压缩空气储能。压缩空气系统的工作方式与听起来的完全一样:压缩空气。为了使压缩空气储能系统工作,将空气泵入一个容器,以增加储存空气的压力。然后,该系统通过缓慢或快速的释放压缩空气的方式发电。

蓄热储能

储能系统不仅可以储存电,还可以储存热能。例如,当电力需求和价格较低时,你可以在夜间将热水器加热,这样,当清晨准备工作时,就不需要在早上加热热水,从而减轻给电力系统带来的压力。同样的事情也可以通过冰块和冷冻柜,甚至操作空调系统来实现。

燃料电池制氢

储存能量供日后使用的一种方法是将其转化为液体燃料,如氢。燃料电池将电能转化为燃料,使太阳能或风能转化为能为叉车出租车等工商业提供动力的燃料成为可能。最关键的部分是什么?燃烧氢气时不会产生碳排放。尽管迄今为止燃料电池和氢技术的应用受到限制,但能源行业的许多人对这些技术在清洁能源未来中的作用非常乐观。

季节性储能

有一种储能技术是季节性储能:不仅能储存大量电力,而且能长期储存。季节性存储有可能彻底改变可再生资源融入电网的方式。例如,你可以储存夏季产生的多余太阳能,以帮助在阳光不那么强烈的冬季提供负荷。这么说吧,季节性储能——未来高比例可再生能源电力系统必备技术。 

原标题:关于储能系统和光伏你需要知道的一些事
 
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来源:腾讯网
 
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