贮能技术

energy storage techno-logy能量产出后很难大量贮存，特别是电能，其生产和消费必须同时完成，这就给电力系统的运行带来特殊的问题——调峰问题。用户使用能量的要求是随时间变化的，在一昼夜之间会出现大量用电的高峰负荷时间和用电最少的低谷负荷时间。由于高峰负荷和低谷负荷的差别很大，可达3：1至2：1，因此要求有些发电机组在低谷负荷时停机，而在高峰负荷到来之前迅速开机并增长出力，高峰过后即降低出力或停机。这称为调峰措施。当前中国电力系统调峰措施不足，已成为严重的问题。调峰措施除了常规的有水库的水电机组，燃气轮机组和可调节范围较大的汽轮发电机组以外，近年来国际上发展了新的贮能技术，对缓解今后的调峰问题和其他特殊能源利用问题会起到很大作用。 新的贮能技术有：抽水蓄能电站；压缩空气贮能；贮热发电；燃料电池贮能；超导线圈贮能。 （1）抽水蓄能电站 具有上、下两个水库，在电力系统低谷负荷时把下水库的水抽到上水库，以位能的方式蓄能。在高峰负荷时再从上水库放水至下水库发电。其发电所得电能与抽水所用电能之比，早期在65％左右，近年已提高至75％。它还兼有紧急事故备用，以及调频、调相的效果。在发达国家，一批抽水蓄能电站于50年代建成，其后发电电动机的容量、性能和其控制系统不断发展提高，但在中国只在80年代后期才引起较多注意，至90年代中期已建成或在建多座大型抽水蓄能电站。其中，天荒坪抽水蓄能电站容量达180万千瓦。 （2）压缩空气贮能 是在电力系统低谷负荷时将空气压缩贮存在地下洞穴中，当高峰负荷时将压缩空气引出加热并通过燃气轮机发电。80年代初期压缩空气贮能发电厂已在美国、原联邦德国建成，但投资较大。 （3）贮热发电 利用电力系统低谷负荷时核电站或火电站的多余蒸汽以热水形式贮存在大型压力容器中，在高峰负荷时再将热水放出，产生蒸汽发电，已在日本、原苏联研究试验。 （4）燃料电池贮能 可用作贮能和调峰电厂之用。在系统低负荷时将多余电力用于电解水制氢，产生的氢贮存于金属氢化物贮气罐内，待到系统高峰负荷需用大量电能时，则将氢放出，并通过燃料电池产生电能。利用金属氢化物贮氢罐放出的氢，可达99. 999％以上的纯度。氢纯度愈高，燃料电池效率也愈高。从太阳能、风能、地热能等产生的电能，也可用此贮存、转换、调节。美国布鲁凯文国家实验室曾试验过这种贮电站。 （5）超导线圈贮能 是利用超导材料特性，可获得极高的能量密度，每单位体积的贮能量比通常电容器贮能高几个数量级，可作为特种脉冲电源用于风洞电源、激光武器电源或电磁炮电源等。超导贮能用于电力系统调峰，具有负荷跟踪快（两个周波）、损耗低、容量大、占地小等特点，因而具有发展前途。 （刘觉）