【空调psh怎么理解】储能技术简介

随着化石燃料对环境的影响和全球能源网的容量和灵活性越来越受到关注，工程师和政策制定者更加关注储能解决方案。实际上，储能有助于解决太阳能和风能的间歇性问题。在很多情况下，它还能快速应对需求的急剧波动，从而更好地应对电网，还能减少对备用电站建设的需求。储能设施的效率取决于对需求变化的反应速度、储能过程中的能量损失率、总储能容量和充电速度。

储能并不是什么新鲜事。从19世纪初开始一直使用电池，20世纪20年代以来，抽水水力发电已经在美国运行。但是，对更动态、更清洁的电网的需求导致新能源存储项目大幅增加，从而导致了新的或更好的能源存储解决方案的开发。

化石燃料是最常用的能源形式，部分是运输性和储存形式的实用性，因此可以大量控制发电机提供的能源。相反，太阳能和风能产生的能量是间歇性的，取决于天气和季节。随着可再生能源在电网中的日益突出，人们对存储清洁能源的系统越来越感兴趣

储能还可以满足高峰期的用电需求，例如在炎热的夏天(例如空调爆炸的时候)或晚上在家里打开照明和电子设备的时候。在高峰期，发电站为了适应日益增加的能源使用，需要增加产量，因此电力变得更加昂贵。储能为电网提供了更大的灵活性，因为配电装置可以在能源价格便宜的高峰期以外的时间段购买电力，并在需求大的时候出售给电网。

各有不同的储能方式，各有优点和缺点。以下列表重点介绍了当前能够提供大容量存储容量(至少20 MW)的技术。因此，不包括超导磁存储和超级电容器(额定功率小于1 MW)。

抽水蓄能电站

抽水蓄能(PSH)设施是利用重力发电的大型储能工厂。在低成本能源期间和高可再生能源发电期间，水被泵到更高的高度进行储存。需要电的时候，水会释放回下面的水箱，通过涡轮发展。最近的创新使PSH设施能够以可调整的速度在闭环系统中运行，从而更快地响应能源网格的需求。与传统的正水力不同，闭环PSH可以在不连接连续流动的水源的情况下工作，从而使正水力可以选择到更多的地方。

抽水蓄能发电价格可能比其他形式的储能更低。特别是对于超大型能源储存(其他技术无法匹敌)，可能更便宜。电力研究所表示，安装抽水水电的费用在1，700美元/千瓦之间，安装锂离子电池的费用在千瓦到3，900美元/千瓦之间。在整个周期内，抽水水力能效超过80%的PSH设施通常提供10个小时的电力，而锂离子电池大约需要6个小时。尽管有这些优点，PSH项目的挑战仍然是长期投资。许可和建设可能需要三到五年的时间。这将吓跑喜欢短期投资的投资者，特别是在瞬息万变的市场。

在弗吉尼亚州巴斯县，世界上最大的抽水设施可以为约75万户家庭提供能源。它建于1985年，大约有3期能源输出。

压缩空气能量存储(CAES)

由于压缩空气储存，在电价较低的高峰期，空气最有可能泵入地下洞，成为盐洞。需要能量的时候，地下洞穴的空气会释放回设施，在那里加热产生的膨胀会转化为发电机。这个加热过程通常使用天然气，它会释放碳。但是，CAES只要使用天然气，就能使设施的能源出口增加3倍。保持气压产生的热量时，CAES最多可以达到70%的能效。否则，效率可以在42%到55%之间。目前运行的CAES设施只有两个。一个是阿拉巴马州的McIntosh，另一个是德国的Huntorf。麦金托什电站建于1991年，储能为110兆瓦。

热(包括熔盐)

热能储存设施使用温度来储存能量。需要储存能量时，岩石、盐、水或其他材料会被加热，保持在隔热环境中。需要生产能量时，将冷泵送到热岩石、盐或热水中，释放热量，产生蒸汽，使涡轮旋转。热能储存也可以用来加热和冷却建筑物，而不是发电。例如，再生器可以在白天用来通宵制冰，以冷却建筑物。根据使用的热量类型，热效率范围从50%到90%。

锂离子电池

锂离子电池最初是索尼在上世纪90年代初商业生产的，最初主要用于手机等小型消费品。最近，他们已经用于更大的电池储存和电动车辆。假设循环寿命为10-15年，2017年底电动汽车用锂离子电池组的成本降至千瓦时/209美元。彭博社新能源财经预测，到2025年，锂离子电池的成本将低于100美元/千瓦时。

迄今为止，锂离子电池是最受欢迎的电池存储选项，控制着全球网格电池存储市场的90%以上。锂离子电池比其他电池选项具有更高的能量密度和更轻的重量。新的创新，例如用硅代替石墨来增加电池的功率容量，正在努力使锂离子电池在长期储存中更具竞争力。

另外，锂离子电池目前在发展中国家经常用于农村电气化。在农村社区，锂离子电池与太阳能电池板配对，让家庭和企业使用少量电力为手机、家电和轻型建筑充电。以前，这些社区要依赖肮脏昂贵的柴油发电机。不然就没电了。

2015年阿里索峡谷(Alis)

o Canyon）天然气设施泄漏时，加利福尼亚州急于使用锂离子技术来弥补高峰时段该设施的能源损失。由特斯拉，AES能源存储和格林史密斯能源公司建造的电池存储设施可提供70兆瓦的电力，足以为20,000个房屋供电四个小时。

南澳大利亚州的霍恩斯代尔电力储备是世界上最大的锂离子电池，用于从附近的风电场获得的能量来稳定电网。这种100兆瓦的电池由特斯拉（Tesla）制造，可为30,000多个家庭供电。

通用电气设计了1兆瓦的锂离子电池容器，该容器将于2019年购买。它们将易于运输，并使可再生能源设施拥有更小，更灵活的储能选择。

铅酸电池

铅酸电池是用于能量存储的首批电池技术之一。但是，由于它们的低能量密度以及短周期和日历寿命，因此在网格存储中不受欢迎。它们通常用于电动汽车，但最近已被寿命更长的锂离子电池所取代。

液流电池

液流电池是锂离子电池的替代品。液流电池比锂离子电池不那么受欢迎，而液流电池仅占电池市场的5％，但液流电池已用于多个储能项目，这些项目需要更长的储能时间。液流电池的能量密度相对较低，使用寿命长，这使其非常适合提供连续功率。例如，华盛顿州的Avista Utilities工厂使用液流电池存储。

目前，中国大连正在建设200兆瓦（800兆瓦时）的液流电池。该系统不仅将取代霍恩斯代尔动力储备成为世界上最大的电池，而且还将是唯一由液流电池而非锂离子电池组成的大型电池（> 100 MW）。

固态电池

在大规模电网存储中，固态电池比锂离子电池具有多个优势。固态电池包含的固体电解质比液体电解质（具有锂离子电池中的电解质）具有更高的能量密度，并且不易着火。它们的小体积和更高的安全性使固态电池非常适合大规模电网应用。

然而，固态电池技术由于不发达而目前比锂离子电池技术更昂贵。快速增长的锂离子生产带来了规模经济，固态电池在未来几年将难以匹敌。

氢

氢燃料电池通过将氢和氧结合而发电，具有吸引人的特性：它们可靠，安静（没有活动部件），占地面积小，能量密度高，并且不排放任何污染物（使用纯氢运行时，只有副产品是水）。该过程也可以颠倒过来，使其可用于能量存储：电解水会产生氧气和氢气。因此，燃料电池设施可以在电力便宜时产生氢气，然后在需要时使用该氢气发电（在大多数情况下，氢气在一个位置产生，而在另一个位置使用）。氢气也可以通过重整沼气，乙醇或碳氢化合物来生产，这是一种较便宜的方法，可排放碳污染。

飞轮

飞轮不适用于长期的能量存储，但对于负载均衡和负载转移应用非常有效。飞轮以其长寿命，高能量密度，低维护成本和快速响应速度着称。电动机通过将自旋加速至非常高的速度（高达50,000 rpm）来将能量存储到飞轮中。电机随后可以使用存储的动能通过反转来发电。飞轮通常处于真空状态，以最大程度地减少空气摩擦，这会降低飞轮的速度。纽约斯蒂芬敦的斯蒂芬敦纺锤于2011年推出，其能量容量为20兆瓦，是飞轮技术在美国首次用于规范电网的商业用途。此后，还有其他几个飞轮设施投入使用。

仓储和电动汽车

能量存储对于电动汽车（EV）尤其重要。随着电动汽车的普及，他们将在高峰时段增加电力需求，因为专业人员下班回家并插上汽车以进行夜间充电。为了避免需要新的发电厂来满足此额外需求，将需要在非高峰时间存储电力。储存对于产生自己的可再生电力的家庭也很重要：没有储存系统，汽车就无法在一夜之间被太阳能充电。

有趣的是，在电网故障或需求激增期间，电动汽车可用作备份存储。尽管当今大多数电动汽车的设计都不是将能量回馈至电网，但车辆到电网（V2G）的汽车可以将电能存储在汽车电池中，然后再将其传递回电网。即使将EV电池从公路上取下来，也仍然可以将其用于电网存储中：公用事业公司正在将退役EV的电池用作二手能源存储。对于电网应用，此类电池可用于存储长达十年的电量。这方面的一个例子可以在德国的埃尔弗林森（Elverlingsen）找到，那里收集了近2,000辆梅赛德斯·奔驰（Mercedes Benz）电动汽车的电池，以制造可容纳近9兆瓦能量的固定网格大小电池。