近(jin)幾(ji)十(shi)年來，儲能(neng)技術的研究和(he)(he)發展一直受到各國能(neng)源、交通、電(dian)(dian)(dian)力(li)、電(dian)(dian)(dian)訊等(deng)部門(men)的重視。電(dian)(dian)(dian)能(neng)可以(yi)轉換(huan)為(wei)化(hua)學能(neng)、勢能(neng)、動能(neng)、電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)能(neng)等(deng)形態存儲，按照其具體方(fang)式主(zhu)要可分(fen)為(wei)機(ji)械(xie)儲能(neng)、電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)儲能(neng)、化(hua)學儲能(neng)三大類型。其中機(ji)械(xie)儲能(neng)包括(kuo)抽水(shui)蓄能(neng)、壓縮空(kong)氣(qi)儲能(neng)和(he)(he)飛輪儲能(neng);電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)儲能(neng)包括(kuo)超(chao)(chao)(chao)導、超(chao)(chao)(chao)級電(dian)(dian)(dian)容和(he)(he)高能(neng)密度電(dian)(dian)(dian)容儲能(neng);電(dian)(dian)(dian)化(hua)學儲能(neng)包括(kuo)鉛酸(suan)、鎳氫、鎳鎘(ge)、鋰離子、鈉硫和(he)(he)液(ye)流(liu)等(deng)電(dian)(dian)(dian)池儲能(neng)。下(xia)面主(zhu)要就抽水(shui)蓄能(neng)、壓縮空(kong)氣(qi)儲能(neng)、飛輪儲能(neng)、超(chao)(chao)(chao)導儲能(neng)、超(chao)(chao)(chao)級電(dian)(dian)(dian)容儲能(neng)、電(dian)(dian)(dian)池儲能(neng)分(fen)別介紹。
一、抽(chou)水(shui)蓄(xu)能(neng)(neng)。抽(chou)水(shui)蓄(xu)能(neng)(neng)最(zui)早于19世紀90年代(dai)在(zai)(zai)意(yi)大(da)利和(he)瑞士(shi)得到應(ying)用，目前，全世界共有超過90GW的抽(chou)水(shui)蓄(xu)能(neng)(neng)機組投入(ru)運(yun)行(xing)。抽(chou)水(shui)蓄(xu)能(neng)(neng)電(dian)站(zhan)的最(zui)大(da)特點是儲(chu)存(cun)能(neng)(neng)量(liang)(liang)非常大(da)，是電(dian)力系(xi)統中(zhong)應(ying)用最(zui)為廣泛的一種儲(chu)能(neng)(neng)技術(shu)，儲(chu)存(cun)能(neng)(neng)量(liang)(liang)的釋放(fang)時間(jian)可以從幾小時到幾天，其主要應(ying)用領域包括調峰(feng)填谷、調頻、調相、緊急(ji)事故備用、黑啟動和(he)提(ti)供系(xi)統的備用容(rong)量(liang)(liang)，還可以提(ti)高系(xi)統中(zhong)火電(dian)站(zhan)和(he)核電(dian)站(zhan)的運(yun)行(xing)效率。從技術(shu)層面(mian)講，抽(chou)水(shui)蓄(xu)能(neng)(neng)電(dian)站(zhan)的關鍵在(zai)(zai)于如何實現電(dian)能(neng)(neng)與高水(shui)位(wei)勢(shi)能(neng)(neng)間(jian)的快速轉換，抽(chou)水(shui)蓄(xu)能(neng)(neng)機組的設(she)計和(he)制造是關鍵。
機組正向(xiang)高(gao)水(shui)頭(tou)、高(gao)轉速、大(da)容量方(fang)向(xiang)發(fa)展(zhan)，現(xian)已接近單級水(shui)泵水(shui)輪(lun)機和(he)空(kong)氣冷卻(que)發(fa)電(dian)電(dian)動(dong)(dong)機制(zhi)造極限(xian)，今(jin)后(hou)的(de)重點將立足于對振動(dong)(dong)、空(kong)蝕、變形、止水(shui)和(he)磁特性(xing)的(de)研究，著眼于運行的(de)可靠(kao)性(xing)和(he)穩定性(xing)，在水(shui)頭(tou)變幅不大(da)和(he)供(gong)電(dian)質量要求較(jiao)高(gao)的(de)情況下使用連續(xu)調(diao)速機組，實(shi)現(xian)自動(dong)(dong)頻率(lv)控(kong)制(zhi)。
二、壓縮(suo)空(kong)(kong)(kong)氣儲能(neng)(neng)。壓縮(suo)空(kong)(kong)(kong)氣儲能(neng)(neng)電(dian)站(zhan)(CAES)是一種調(diao)(diao)峰(feng)用燃氣輪(lun)機(ji)發電(dian)廠，主(zhu)要利用電(dian)網負荷低(di)谷(gu)時的(de)剩余電(dian)力(li)壓縮(suo)空(kong)(kong)(kong)氣，并將其(qi)儲藏在典型壓力(li)7.5MPa的(de)高壓密封枋(fang)┠冢(zhong)?謨玫綹叻迨頭懦隼(sun)辭??計(ji)?只?⒌紜(yun)６雜(za)諭??氖(nai)涑觶(zhi)???牡娜(na)計(ji)??瘸９嬡計(ji)?只??40%。壓縮(suo)空(kong)(kong)(kong)氣儲能(neng)(neng)電(dian)站(zhan)建(jian)設(she)投資(zi)和發電(dian)成本均(jun)低(di)于抽(chou)水蓄能(neng)(neng)電(dian)站(zhan)，但其(qi)能(neng)(neng)量密度低(di)，并受巖層等地(di)形(xing)條(tiao)件的(de)限(xian)制。壓縮(suo)空(kong)(kong)(kong)氣儲能(neng)(neng)電(dian)站(zhan)可以冷啟動、黑啟動，響應速(su)度快，主(zhu)要用于峰(feng)谷(gu)電(dian)能(neng)(neng)回收(shou)調(diao)(diao)節(jie)、平(ping)衡負荷、頻率(lv)調(diao)(diao)制、分布式儲能(neng)(neng)和發電(dian)系統備(bei)用。
壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)空氣(qi)常(chang)常(chang)儲(chu)存在(zai)合適的(de)地下礦井或者巖(yan)洞下的(de)洞穴中。第一個投入商業(ye)運行的(de)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)空氣(qi)儲(chu)能(neng)是1978年建于德國(guo)Hundorf的(de)一臺290MW 機組。目前美國(guo)GE公(gong)司正在(zai)開發(fa)容量為(wei)829MW的(de)更為(wei)先進的(de)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)空氣(qi)儲(chu)能(neng)電站(zhan)，此(ci)外，俄、法、意、盧森(sen)堡、以(yi)色列和(he)我國(guo)也在(zai)積極開發(fa)和(he)建設這種電站(zhan)。隨著分(fen)布式能(neng)量系(xi)統的(de)發(fa)展以(yi)及減小儲(chu)氣(qi)庫(ku)容積和(he)提高(gao)儲(chu)氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)力至10-15MPa的(de)需要，8-12MW微型(xing)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)空氣(qi)儲(chu)能(neng)系(xi)統稱為(wei)關注焦點。
三、飛(fei)輪(lun)(lun)(lun)(lun)儲能(neng)(neng)。大多數飛(fei)輪(lun)(lun)(lun)(lun)儲能(neng)(neng)系(xi)統是(shi)由一個圓柱形旋轉(zhuan)(zhuan)質(zhi)量塊和通過(guo)磁(ci)懸浮軸承支撐的(de)機(ji)構組成(cheng)(cheng)，飛(fei)輪(lun)(lun)(lun)(lun)系(xi)統運行于真(zhen)空度較高的(de)環(huan)境中(zhong)，飛(fei)輪(lun)(lun)(lun)(lun)與(yu)電動(dong)機(ji)或發電機(ji)相連，其特點(dian)是(shi)沒(mei)有摩(mo)擦損耗、風(feng)阻小、壽命長、對環(huan)境沒(mei)有影響，幾乎不(bu)需要(yao)維護(hu)。谷值負(fu)荷時，飛(fei)輪(lun)(lun)(lun)(lun)儲能(neng)(neng)系(xi)統由工頻電網提供電能(neng)(neng)，帶動(dong)飛(fei)輪(lun)(lun)(lun)(lun)高速旋轉(zhuan)(zhuan)，以(yi)動(dong)能(neng)(neng)的(de)形式(shi)儲存能(neng)(neng)量;峰(feng)值負(fu)荷時，高速旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)飛(fei)輪(lun)(lun)(lun)(lun)作為原動(dong)機(ji)拖動(dong)電動(dong)機(ji)發電，經功率變換(huan)器輸出(chu)電流和電壓，完成(cheng)(cheng)機(ji)械(xie)能(neng)(neng)-電能(neng)(neng)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)。飛(fei)輪(lun)(lun)(lun)(lun)具有優秀的(de)循環(huan)使用以(yi)及負(fu)荷跟蹤性(xing)能(neng)(neng)，它(ta)主要(yao)用于不(bu)間斷(duan)電源(yuan)/應急電源(yuan)、電網調(diao)峰(feng)和頻率控制(zhi)。機(ji)械(xie)式(shi)飛(fei)輪(lun)(lun)(lun)(lun)系(xi)統已成(cheng)(cheng)系(xi)列產品(pin)。
四、超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)磁(ci)儲(chu)能(neng)。超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)磁(ci)儲(chu)能(neng)系統(superconducting magneticEnergy storage，SMES)利用超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)體制成的線圈儲(chu)存磁(ci)場(chang)能(neng)量，由于具有快速(su)電(dian)磁(ci)響應特性和(he)很高(gao)的儲(chu)能(neng)效率(lv)。超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)磁(ci)儲(chu)能(neng)可以滿足輸(shu)(shu)配電(dian)網(wang)電(dian)壓支撐、功率(lv)補(bu)償(chang)、頻率(lv)調(diao)整、提高(gao)系統穩定性和(he)功率(lv)輸(shu)(shu)送能(neng)力等。和(he)其他(ta)儲(chu)能(neng)技術相比，目(mu)(mu)前超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)磁(ci)儲(chu)能(neng)仍很昂貴，除了(le)超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)本身的費用外，維持低溫所需要的費用也相當可觀。目(mu)(mu)前，在世界范圍(wei)內有許(xu)多(duo)超(chao)(chao)(chao)導(dao)(dao)磁(ci)儲(chu)能(neng)工程正(zheng)在進行或者處于研(yan)制階段。
五、超(chao)(chao)(chao)級(ji)電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)儲能(neng)(neng)。與常(chang)規電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)相比，超(chao)(chao)(chao)級(ji)電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)具(ju)有更(geng)高的(de)(de)介電(dian)(dian)常(chang)數、更(geng)大(da)(da)的(de)(de)表面積或者更(geng)高的(de)(de)耐壓能(neng)(neng)力。超(chao)(chao)(chao)級(ji)電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)價格較為(wei)昂(ang)貴(gui)，在(zai)電(dian)(dian)力系(xi)統(tong)中多用于(yu)短時間(jian)、大(da)(da)功率(lv)的(de)(de)負載平(ping)滑和電(dian)(dian)能(neng)(neng)質量(liang)高峰(feng)值功率(lv)場合(he)，如(ru)大(da)(da)功率(lv)直流電(dian)(dian)機的(de)(de)啟(qi)動(dong)支撐、動(dong)態(tai)(tai)電(dian)(dian)壓恢復器(qi)等(deng)，在(zai)電(dian)(dian)壓跌(die)落和瞬態(tai)(tai)干擾期間(jian)提高供電(dian)(dian)水平(ping)。超(chao)(chao)(chao)級(ji)電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)歷經三代(dai)及(ji)數十年的(de)(de)發展，儲能(neng)(neng)系(xi)統(tong)最大(da)(da)儲能(neng)(neng)量(liang)達到(dao)30MJ。目(mu)前，基(ji)于(yu)活性碳雙層電(dian)(dian)極與鋰(li)離子插入式電(dian)(dian)極的(de)(de)第四代(dai)超(chao)(chao)(chao)級(ji)電(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)正在(zai)開發中。
六、電池儲能。電池儲能系統主要利用電池正負極的氧化還原反應進行充放電。主要包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鋰離子電池、鈉硫電池、全礬液流電池等。鉛酸電池目前儲能容量已達20MW。鉛酸電池在電力系統正常運行時為斷路器提供合閘電源，在發電廠、變電所供電中斷時發揮獨立電源的作用，為繼電保護裝置、拖動電機、通信、事故照明提供動力。但其循環壽命較短，且在制造過程中存在一定環境污染。（文章整理(li)自網絡，由制氮機設備發布。）
