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文檔簡介
1、儲能技術(shù)與應(yīng)用儲能技術(shù)與應(yīng)用 一、能源概況一、能源概況0 05050100100150150200200250250300300太陽能太陽能石油石油天然氣天然氣煤煤鈾鈾世界世界中國中國 能源及環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)能源及環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)石油如何滿足?石油如何滿足?石油如何滿足?石油如何滿足?l 我國石油儲量不足世界的我國石油儲量不足世界的2%2%。l 20072007年我國原油對外依存度達(dá)到年我國原油對外依存度達(dá)到46.05%46.05%。l 每年新增每年新增10001000萬輛汽車,石油需求新增萬輛汽車,石油需求新增20002000萬噸萬噸左右。左右。l 如何保證?如何保證?CO2
2、大量排放帶來的最直接危害大量排放帶來的最直接危害溫室效應(yīng)!溫室效應(yīng)! 從左圖大氣從左圖大氣CO2濃濃度隨年代的變化及其在度隨年代的變化及其在全球的分布圖可以看出全球的分布圖可以看出: 很明顯,近很明顯,近20年來年來,CO2的濃度上升迅速的濃度上升迅速非常迅速,非常迅速,2010年將接年將接近近550ppm。 而且,主要分布在而且,主要分布在美國和中國美國和中國所在的所在的北半北半球球高緯度高緯度60-80度處度處。表表3 3 全球各國全球各國CO2CO2排放量比較排行排放量比較排行 在北京、上海等大城市,空氣污染的在北京、上海等大城市,空氣污染的60%來自汽車排放來自汽車排放 二氧化碳的全球
3、排放量中,中國居第二氧化碳的全球排放量中,中國居第二二 資源豐富、利用方便、潔凈無污染資源豐富、利用方便、潔凈無污染W(wǎng)ave Tide(1)太陽能)太陽能n太陽能的轉(zhuǎn)換和利用方式:太陽能的轉(zhuǎn)換和利用方式:n光光熱轉(zhuǎn)換熱轉(zhuǎn)換n 接收或聚集太陽能使之轉(zhuǎn)換為熱能,然后用于生產(chǎn)和生活的一些方面,是光一熱轉(zhuǎn)換即太陽能光熱利用的基本方式。n光光電轉(zhuǎn)換電轉(zhuǎn)換n 利用光生伏打效應(yīng)原理制成的太陽能電池,可將太陽的光能直接轉(zhuǎn)換成為電能,稱為光一電轉(zhuǎn)換,即太陽能光電利用。n光光化學(xué)轉(zhuǎn)換化學(xué)轉(zhuǎn)換n 光一化學(xué)轉(zhuǎn)換目前尚處于研究開發(fā)階段,這種轉(zhuǎn)換技術(shù)包括半導(dǎo)體電極產(chǎn)生電面電解水產(chǎn)生包、利用氫氧化鈣或金屬氫化物熱分解儲能等
4、內(nèi)容(2)風(fēng)能)風(fēng)能n 風(fēng)能風(fēng)能是指太陽輻射造成地球各部分受熱不均勻,引起各地溫差和氣壓不同,導(dǎo)致空氣運動而產(chǎn)生的能量。n 利用風(fēng)力機可將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能電能、機械能機械能和熱能熱能等。風(fēng)能利用的主要形式有風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力提水、風(fēng)力致熱以及風(fēng)帆助航等。 風(fēng)能的缺點:風(fēng)能的缺點: 在一些地區(qū)、風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟性不足:在一些地區(qū)、風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟性不足:許多地區(qū)的風(fēng)力有間歇性,更糟糕的情況是如臺灣等地在電力需求較高的夏季及白日、是風(fēng)力較少的時間; 必須等待儲能技術(shù)發(fā)展。(3 3)生物質(zhì)能)生物質(zhì)能 生物質(zhì)能生物質(zhì)能是蘊藏在生物質(zhì)中的能量,是綠色是綠色植物通過葉綠宏將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在植物
5、通過葉綠宏將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量生物質(zhì)內(nèi)部的能量。 有機物中除礦物燃料以外的所有來源于動植物的能源物質(zhì)均屬于生物質(zhì)能,通常包括木材及森林廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業(yè)有機廢棄物等。(4 4)地?zé)幔┑責(zé)?地?zé)豳Y源:地?zé)豳Y源:是指在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟和地質(zhì)環(huán)境條件下,地殼內(nèi)能夠科學(xué)、合理地開發(fā)出來的巖石中的熱能量和地?zé)崃黧w中的熱能量及其伴生的有用組分。 按賦存形式可分:按賦存形式可分: 水熱型水熱型(又分為干蒸汽型、濕蒸汽型和熱水型)、地壓型地壓型、干熱巖型干熱巖型和巖漿型巖漿型四大類; 按溫度高低可分為:按溫度高低可分為: 高溫型高溫型(150) 中溫型中溫型
6、(90149) 低溫型低溫型(200A; 充放電速度快充放電速度快 循環(huán)壽命長循環(huán)壽命長 維護(hù)簡單維護(hù)簡單電池電池+超級電容器:可提供高的電能量和電超級電容器:可提供高的電能量和電功率,滿足電動汽車啟動、加速、爬坡、制功率,滿足電動汽車啟動、加速、爬坡、制動之大功率需求動之大功率需求超級電容器產(chǎn)品的性能超級電容器產(chǎn)品的性能與主要應(yīng)用領(lǐng)域與主要應(yīng)用領(lǐng)域成品電容器成品電容器近期目標(biāo)遠(yuǎn)期目標(biāo)能量密度5Wh/kg15Wh/kg功率密度500w/kg1500w/kg能量(Wh) 500 750重量(kg)10050 美國能源部美國能源部提出的近期和長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)提出的近期和長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo) 超級電容器研究的幾
7、個方向超級電容器研究的幾個方向進(jìn)一步提高超級電容器的進(jìn)一步提高超級電容器的能量密度能量密度和和功率密度功率密度降低降低成本成本, ,特別是降低電極材料的成本特別是降低電極材料的成本 提高電容器的提高電容器的可靠性可靠性,延長,延長循環(huán)壽命循環(huán)壽命 儲能實例 20122012年,福建安溪移動式儲能電站年,福建安溪移動式儲能電站 (功率為125千瓦、容量為250千瓦時) 不同地區(qū)均有季節(jié)性用電負(fù)荷存在,最大負(fù)荷是平時的12倍,形成罕見的尖峰負(fù)荷,導(dǎo)致局部區(qū)域、局部時段出現(xiàn)低電壓現(xiàn)象。 20112011年底,張北風(fēng)光儲輸示范工程年底,張北風(fēng)光儲輸示范工程和深圳寶清儲能電站項目相繼建成投產(chǎn)。 張北項目
8、配備100MW風(fēng)電、40MW光伏和20MW儲能電站。 20112011年,世界最大的年,世界最大的32MW32MW鋰電池風(fēng)電儲能項目投運鋰電池風(fēng)電儲能項目投運 AES風(fēng)電和AES儲能公司位于西佛吉尼亞州的風(fēng)電儲能項目正式投入運營。 該風(fēng)電場安裝了61臺GE產(chǎn)1.6MW風(fēng)電機組,總裝機總裝機容量容量97.6MW。儲能電池由A123公司提供,總?cè)萘繛?2MW。 AES儲能公司目前在全球擁有72MW已建及在建的儲能項目,計劃開發(fā)的儲能項目總計達(dá)500MW。 世界上最大規(guī)模的世界上最大規(guī)模的20MW20MW電網(wǎng)級飛輪儲能項目電網(wǎng)級飛輪儲能項目 世界領(lǐng)先的飛輪儲能體系供給商Beacon電力完成世界上最大
9、的飛輪儲能體系的安裝運營。 這一項目是飛輪儲能利用史上一個里程碑飛輪儲能利用史上一個里程碑。 該體系采世界最先進(jìn)的碳纖維復(fù)合飛輪轉(zhuǎn)子技術(shù),接收并開釋接收并開釋1MW的電能僅須要的電能僅須要15分鐘分鐘。 此項目獲得美國能源部4300萬美元的資金支撐。 大規(guī)模超臨界空氣儲能項目在啟迪鄂爾多斯科技園落地大規(guī)模超臨界空氣儲能項目在啟迪鄂爾多斯科技園落地 空氣儲能是一項可解決大規(guī)模風(fēng)電、太陽能等間歇式電源安全可靠并網(wǎng)發(fā)電的關(guān)進(jìn)技術(shù),是智能化電網(wǎng)的重要組成部分,也是解決制約風(fēng)電、太陽能發(fā)電發(fā)展瓶頸的有效手段。 中國大唐集團新能源股份有限公司投中國大唐集團新能源股份有限公司投資資70億元的億元的大型海上風(fēng)
10、電項目大型海上風(fēng)電項目成功落戶成功落戶濱海。濱海。 山東省濰坊市山東省濰坊市濰坊國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的1MJ高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)將是世界首套投入到實際電網(wǎng)運行的高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)。 儲熱即熱能儲存,是能源科學(xué)技術(shù)中的重儲熱即熱能儲存,是能源科學(xué)技術(shù)中的重要分支要分支2.2.2.2.4 4 儲熱技術(shù)應(yīng)用實例 智能移動供熱車智能移動供熱車 智能移動供熱設(shè)備簡稱移動供熱車,是一種新型的余熱利用與集約化供熱模式,把工業(yè)余熱儲存到移動供熱車上,為需要熱能的地方輸送熱能。它主要由:儲熱柜、控制部件及放熱/儲熱管道、載車等部分組成。產(chǎn)品的使用領(lǐng)域為工業(yè)生產(chǎn)、采暖、洗浴、洗滌、酒店、賓館等需用分布
11、式能源的場所。 風(fēng)能熱能儲存風(fēng)能熱能儲存 風(fēng)能通過漿葉轉(zhuǎn)變成機械能,機械能通過發(fā)電機轉(zhuǎn)變成電能,電能通過電熱器轉(zhuǎn)變成熱能儲存于儲熱材料中。 當(dāng)需要時可及時供應(yīng)生產(chǎn)及生活中的熱水、熱風(fēng)、熱蒸汽。主要用于住宅、別墅、小型辦公區(qū)域、邊防哨所、公路收費站等取暖、洗浴及生活熱水,還可應(yīng)用于石油輸送加熱、瀝青加熱、農(nóng)牧業(yè)采暖等領(lǐng)域。 太陽能熱儲存太陽能熱儲存 太陽能集熱器把所收集到的太陽輻射能轉(zhuǎn)化成熱能并加熱其中的傳熱介質(zhì),經(jīng)過熱交換器把熱量傳遞給蓄熱器內(nèi)的蓄熱介質(zhì),同時,蓄熱介質(zhì)在良好的條件下將熱能儲存起來。 當(dāng)需要時,即利用另一種傳熱介質(zhì)通過熱交換器把所儲存的熱量提取出來輸送給熱負(fù)荷。 電力調(diào)峰熱能儲
12、存電力調(diào)峰熱能儲存 利用儲能技術(shù)積極開發(fā)和利用儲能鍋爐和儲能式設(shè)備及電熱電器產(chǎn)品,甚至建立靈活機動的中小型儲能熱電站,量大面廣和靈活使用谷期電力,是實現(xiàn)峰谷電價、改善電網(wǎng)負(fù)荷平衡和淘汰效率低下機組的切實可行的手段,也是使用廉價而又清潔的電力,改善城市環(huán)境的可行辦法,在全國已經(jīng)全面實行分時記度電價政策時,儲熱技術(shù)便成為工業(yè)和民用的熱點。工業(yè)余熱間歇式儲存器工業(yè)余熱間歇式儲存器 工業(yè)余熱資源因為載體多樣、分布分散、衰變快、不可儲存、穩(wěn)定性差等原因,一直未得到大量應(yīng)用;工業(yè)生產(chǎn)過程排出的余熱一般波動很大,而且與用熱負(fù)荷的波動并不同步,所以實現(xiàn)工業(yè)余熱的回收利用時,通過儲熱技術(shù)來平衡用熱負(fù)荷是余熱回收的重點,工業(yè)余熱間歇式儲存器主要用于蒸汽熱能回
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