儲能技術(shù)方法

　　儲能主要包括熱能、動能、電能、電磁能、化學能等能量的存儲，儲能技術(shù)方法見表1.5。儲能技術(shù)的研究、開發(fā)與應(yīng)用主要是以儲存熱能、電能為主，廣泛應(yīng)用于太陽能利用、電力的“移峰填谷”、廢熱和余熱的回收以及工業(yè)與民用建筑和空調(diào)的節(jié)能等領(lǐng)域。

　　(1)熱能存儲技術(shù)

　　熱能存儲就是把一個時期內(nèi)暫時不需要的多余熱量通過某種方法儲存起來，等到需要時再提取使用。包括顯熱儲能技術(shù)、潛熱儲能技術(shù)、化學反應(yīng)熱儲能技術(shù)三種，三種熱能存儲的比較見表1.6。

　　顯熱儲能技術(shù)是通過加熱儲能介質(zhì)提高其溫度，而將熱能儲存其中。常用的顯熱儲能材料有水、土壤和巖石等。在溫度變化相同的條件下，如果不考慮熱損失，那么單位體積的儲熱量水最大，土壤其次，巖石最小。世界上已有不少國家都對這些儲熱材料進行了試驗和應(yīng)用。就目前來說，這是一種技術(shù)比較成熟、效率比較高、成本又比較低的儲能方法。

　　潛熱儲能技術(shù)是利用儲能介質(zhì)液相與固相之間的相變時產(chǎn)生的熔解熱將熱能儲存起來的。實際應(yīng)用的潛熱儲能介質(zhì)，有十水硫酸鈉(化學式是Na2S04·10H20)、五水硫代硫酸鈉(化學式是Na2S04·5H20)和六水氯化鈣(化學式是CaCl2·6H20)等。該技術(shù)的特點是在低溫下儲能，具有較高的儲能量密度，可在一定的相變溫度下取出熱量，但是儲能媒介物價格昂貴，容易腐蝕，有的介質(zhì)還可能產(chǎn)生分解反應(yīng)，儲存裝置也較顯熱型復雜，技術(shù)難度較大。

　　化學能存儲技術(shù)利用能量將化學物質(zhì)分解后分別儲存能量，分解后的物質(zhì)再化合時，即可放出儲存的熱能。可以利用可逆分解反應(yīng)、有機可逆反應(yīng)和氫化物化學反應(yīng)三種技術(shù)實現(xiàn)，其中氫化物化學反應(yīng)技術(shù)是最有發(fā)展?jié)摿Φ?，國?nèi)外都正在進行深入的研究，如果能夠取得突破性的成功，就將為解決能源短缺的問題提供良好的途徑。

　　(2)電能存儲技術(shù)

　　工業(yè)上已應(yīng)用的電能存儲技術(shù)主要有三種，分別為水力儲能技術(shù)、壓縮空氣儲能技術(shù)、飛輪儲能技術(shù)。水力儲能技術(shù)是最古老的、技術(shù)最成熟的、設(shè)備容量最大的商業(yè)化技術(shù)，全世界已有約500座水力儲能電站，其中容量超過1000MW的有35座。水力儲能系統(tǒng)一般有兩個大的儲水庫，一個處于較低位置，另外一個則位于較高的提升位置。在用電低峰期，將水從位置較低的水庫送到位置高的儲水庫中去儲存起來。當需要電能時，可以借助高位水庫水流的勢能推動水能機發(fā)電。

　　壓縮空氣儲能是在用電低峰期將空氣加壓輸送到地下鹽礦、廢棄的石礦、地下儲水層等。當用電負荷較大時，壓縮空氣就可與燃料燃燒，產(chǎn)生高溫、高壓燃氣，驅(qū)動燃氣輪機做功產(chǎn)生電能。應(yīng)用的機組設(shè)備容量已達到幾百兆瓦。如裝機容量為290MW的德國芬道爾夫電站1980年就已投入使用。

　　飛輪儲能發(fā)電技術(shù)是一種新型技術(shù)，它與電力網(wǎng)連接實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換。飛輪儲能發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由電機、飛輪、電力電子變換器等設(shè)備組成。飛輪儲能的基本原理就是在電力富裕條件下，將電力系統(tǒng)中的電能轉(zhuǎn)換成飛輪運動的動能。而當電力系統(tǒng)電能不足時，再將飛輪運動的動能轉(zhuǎn)換成電能，供電力用戶使用。與其他儲能技術(shù)相比，飛輪儲能技術(shù)具有效率高(80%～90%)、成本低、無污染、儲能迅速、技術(shù)可靠等優(yōu)點，受到日本、美國、德國研究工作者的關(guān)注。如日本沖繩電力公司開發(fā)了210MJ的飛輪儲能系統(tǒng)；德國1996年研制了儲能5MW·h/100MW·h的超導磁懸浮儲能飛輪儲能電站，系統(tǒng)效率達96%。