适宜的储能技术选择

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：在独立光伏发电系统中，储能技术的选择需要在不同的影响因素之间进行综合考虑：1）成本：这往往是首要的因素，指的是储能系统的建设投资成本，或者是包括维护在内的储能全寿命周期成本。在众多的储能技术中，铅酸蓄电池尽管已经使用了100多年，但其性价比目前仍然是最好的。图3-4 应用于汽车的铅酸蓄电池这种管式电极蓄电池的使用寿命比平板电极的要高很多，其全寿命周期费用为0.5欧元/kW·h左右。

在独立光伏发电系统中，储能技术的选择需要在不同的影响因素之间进行综合考虑：

1）成本：这往往是首要的因素，指的是储能系统的建设投资成本，或者是包括维护在内的储能全寿命周期成本。

2）储能效率：对于发电成本已经很高的光伏系统来说，储能的效率是个重要因素。如果储能的效率低于75%，这意味着需要将光伏组件的容量增加25%以上。

3）荷电保持能力：该因素与储能系统的效率和自放电率有关，决定了一段时间后电池中还存有多少电量。

4）维护：尤其是在偏远地区，运行维护显著影响着系统的总成本。

5）适应不同运行工况的能力：电池的寿命受温度和充放电循环方式的影响（深度循环、小循环，以及放电或充电电流的大小）。

6）安全性。

7）可回收性。

为确保独立光伏发电系统的最优运行，应该根据不同的应用需求选择不同类型的电池。

在众多的储能技术中，铅酸蓄电池尽管已经使用了100多年，但其性价比目前仍然是最好的。在一些气候条件特别恶劣的地区，尤其是在极端的温度环境下，可使用镍镉电池，但是昂贵的价格（约400欧元/kW·h）制约了其广泛应用。

在峰值功率接近100W的系统中，一般使用平板电极铅酸蓄电池（见图3-4）。这种电池的价格较低（50～60欧元/kW·h），但可靠性不高（使用寿命一般为6个月到4年，也即全寿命周期费用为0.4～0.8欧元/kW·h）。在一些较为重要的系统中可以采用管式电极蓄电池，这种电池更适合于每日循环的运行模式，但价格较高（100～250欧元/kW·h，见图3-5）。由于可靠性和安全性较高，这种管式电极电池广泛适用于峰值功率在几百瓦到几千瓦的专门设备供电系统（如广播电视中继站、通信中继站、灯塔等）。

图3-4 应用于汽车的铅酸蓄电池

这种管式电极蓄电池的使用寿命比平板电极的要高很多（一般为4～12年），其全寿命周期费用为0.5欧元/kW·h左右。

在环境恶劣而又很难维护的应用系统中，如海上航标或一些密闭装置，可以使用具有气体重组功能的水密封铅酸蓄电池（见图3-6）。这种电池非常昂贵（150～300欧元/kW·h），使用寿命不是太长（约为6年），因此，其全寿命周期费用高达1欧元/kW·h。

图3-5 固定式应用的铅酸蓄电池

图3-6 卷绕式铅酸蓄电池

适宜的储能技术选择

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