能源工程2講（2）：能源轉(zhuǎn)換與儲存-能源儲存技術(shù)

第2講能量轉(zhuǎn)化與利用（2）能源貯存技術(shù)123儲能技術(shù)：451.蓄熱技術(shù)67下頁圖示8910熱量一起向高溫源放出。11見下圖示。12見下圖示，13141516其基本原理如下頁圖。17182.蓄電技術(shù)19鉛酸蓄電池：常用的車用蓄電池主要分為三類：普通蓄電池、干荷蓄電池和免維護蓄電池。普通蓄電池：普通蓄電池的極板是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成，電解液是硫酸的水溶液。它的主要優(yōu)點是電壓穩(wěn)定、價格便宜；缺點是比能低(即每公斤蓄電池存儲的電能)、使用壽命短和日常維護頻繁。干荷蓄電池：它的全稱是干式荷電鉛酸蓄電池，它的主要特點是負(fù)極板有較高的儲電能力，在完全干燥狀態(tài)下，能在兩年內(nèi)保存所得到的電量，使用時，只需加入電解液，等過20—30分鐘就可使用。免維護蓄電池：免維護蓄電池由于自身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，電解液的消耗量非常小，在使用壽命內(nèi)基本不需要補充蒸餾水。它還具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點。使用壽命一般為普通蓄電池的兩倍。市場上的免維護蓄電池也有兩種：第一種在購買時一次性加電解液以后使用中不需要維護(添加補充液)；另一種是電池本身出廠時就已經(jīng)加好電解液并封死，用戶根本就不能加補充液。20鉛酸蓄電池產(chǎn)品主要有下列幾種，其用途分布如下：起動型蓄電池：主要用于汽車、摩托車、拖拉機、柴油機等起動和照明；固定型蓄電池：主要用于通訊、發(fā)電廠、計算機系統(tǒng)作為保護、自動控制的備用電源；牽引型蓄電池：主要用于各種蓄電池車、叉車、鏟車等動力電源；鐵路用蓄電池：主要用于鐵路內(nèi)燃機車、電力機車、客車起動、照明之動力；儲能用蓄電池：主要用于風(fēng)力、太陽能等發(fā)電用電能儲存。21UPS蓄電池UPS稱為不間斷電源，是因為停電的時候，它能快速轉(zhuǎn)換到"逆變"狀態(tài)，從而不會讓在使用中的電腦因為突然停電未來得及存儲而失去重要文件。一般家用UPS里用的大多是免維護型鉛酸蓄電池。22磷酸鐵鋰蓄電池：磷酸鐵鋰電池是鋰離子電池家族中最安全的高比能量電池。磷酸鐵鋰電池的放電電壓非常平穩(wěn)，一般為3.2V，放電后期（主要指剩余的10%容量）電壓變化較快，截止電壓一般為2.5V。環(huán)境溫度特別是低溫會對磷酸鐵鋰電池的放電容量產(chǎn)生影響：-20℃的放電容量是常溫容量的45%，-10℃是常溫的65%，-5℃是常溫的80%，0℃是常溫的90%，0℃～20℃的放電容量變化非常小。磷酸鐵鋰電池的低溫性能優(yōu)于鉛酸蓄電池。23超級蓄電池：”超級蓄電池——發(fā)動機啟動電源”是一種當(dāng)內(nèi)燃機配用的傳統(tǒng)蓄電池失效而無法實施啟動時，能通過快速儲能后向內(nèi)燃機提供啟動電源的裝置。由于傳統(tǒng)蓄電池受使用壽命、存放時間、環(huán)境溫度等因素的限制，會導(dǎo)致儲量降低或內(nèi)阻過大而失效，從而無法實施啟動。同時，由于這些因素難以預(yù)測和控制，內(nèi)燃機無法啟動的情況隨時可能發(fā)生而令人束手無策，特別是當(dāng)用于消防、救災(zāi)、軍事、通訊等用途的裝備或體積龐大的工程機械遇到這種情況時，可能會造成極為嚴(yán)重的后果。傳統(tǒng)蓄電池環(huán)境溫度每降低10℃內(nèi)阻約增大15%，蓄電池的內(nèi)阻超過正常值25%，該容量已降低到其標(biāo)稱容量的80%左右，如果蓄電池內(nèi)阻超過正常值的50%，該蓄電池容量已降低到其標(biāo)稱容量的80%以下。242526見下圖。飛輪儲能：飛輪蓄能利用電動機帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化成機械能儲存起來，在需要時飛輪帶動發(fā)電機發(fā)電。飛輪系統(tǒng)運行于真空度較高的環(huán)境中，其特點是沒有摩擦損耗、風(fēng)阻小、壽命長、對環(huán)境沒有影響，幾乎不需要維護，適用于電網(wǎng)調(diào)頻和電能質(zhì)量保障。飛輪蓄能的缺點是能量密度比較低。保證系統(tǒng)安全性方面的費用很高，在小型場合還無法體現(xiàn)其優(yōu)勢，目前主要應(yīng)用于為蓄電池系統(tǒng)作補充。2728293031（見下圖），32見