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活性炭在儲能技術中的應用

發布時間:2021/8/27 8:38:11 瀏覽次數:79
文章來源:嵩山科技網絡部 作者:嵩山科技小編

儲能技術已被視為電網運行過程中“采—發—輸—配—用—儲”六大環節中的重要組成部分。系統中引入儲能環節后,可以有效地實現需求和管理,消除晝夜間峰谷差,平滑負荷,不僅可以更有效地利用電力設備,降低供電成本,還可以促進可再生能源的應用,也可作為提高系統運行穩定性、調整頻率、補償負荷波動的一種手段。儲能技術的應用必將在傳統的電力系統設計、規劃、調度、控制等方面帶來重大變革。

近幾十年來,儲能技術的研究和發展一直受到各國能源、交通、電力、電信等部門的重視。電能可以轉換為化學能、勢能、動能、電磁能等形態存儲,按照其具體方式可分為物理、電磁、電化學和相變儲能四大類型。其中物理儲能包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能;電磁儲能包括超導、超級電容和高能密度電容儲能;電化學儲能包括鉛酸、鎳氫、鎳鎘、鋰離子、鈉硫等電池儲能;相變儲能包括冰蓄冷儲能等。各種儲能技術在能量和功率密度等方面有著明顯區別,表1顯示了不同應用場合對能量和功率密度的要求。

表1 儲能技術研究及應用現狀

儲能類型

典型功率額定

典型能量額定

應用方向

 

抽水儲能

100-2000MW

4-10h

 

日負荷調節,頻率控制和系統備用

 

CASE

100-300MW

6-20h

調峰發電場,系統備

用電源

Micro-CASE

10-50MW

1-4h

調峰

飛輪儲能

5kW-1.5MW

15s-15min

調峰,頻率控制,

UPS,電能質量調節

SMES

10kW-1MW

5s-5min

UPS,電能質量調

節,輸配電系統穩定性

電容器

1-100kW

1s-1min

 

電能質量調節,輸配

電系統穩定性

 

超電容器

 

 

(與FACTS結合)

 

電化學儲能

鉛酸電池

1kW-50MW

1min-3h

電能質量,可靠性,

頻率控制,備用電源,黑啟動,UPS

先進電池技術

千瓦至兆瓦級

1min-數小時

各種應用

液體電池

100kW-100MW

1~20h

電能質量,可靠性,備用電源,削峰,能量管理,再生能源集成

 

揚水儲能、壓縮空氣儲能及大型超導儲能主要用于發電廠調峰,即將夜間(用電低谷)時的電力儲存,在用電高峰時供電,穩定電網,平衡負載。各種化學儲能技術,主要用于終端電網和與太陽能發電、風能發電配套,是一種高 效的儲能技術。從技術發展水平看,揚水儲能和壓縮空氣儲能技術已經實用化。對于化學儲能技術,鉛酸電池、小型二次電池早已普遍實用化,氧化還原液流儲能電池已經達到了商業演示運行水平,而超導儲能和飛輪儲能技術離應用還有相當大的距離。太陽能、風能發電系統的功率規模多在百千瓦至兆瓦級。作為與其配套的儲能系統,氧化還原液電池由于有成本低、效率高、壽命長的優勢,市場前景較為廣闊。從適用化的角度考慮,氧化還原液流儲能電池的研究將主要集中在高性能、低成本、耐久性好的離子交換膜材料,電ji材料及高濃度、高導電性、高穩定性的電解液方面。

活性炭是多孔炭的代表,具有各種各樣的形態,如粉末狀、顆粒狀、纖維狀等?;钚蕴渴鞘篃o微細孔結構的碳材料進行活化處理,從而賦予碳材料發達的微細孔,由此使活性碳材料有了更大的比表面積。這種材料通常用于吸附劑,下面我們就活性炭在儲氫和電化學方面的應用做一個介紹。

下文將會詳細介紹活性炭在儲氫和電化學方面的應用。

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