随着世界转向绿色能源生产,越来越多的网格级能量存储系统需要平衡发电和消费。这一挑战的一种解决方案是使用电池的电网储能系统。在本文中,我们将探讨在电网储能电池的作用及其潜在的应用为提高电网管理。
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电网储能的重要性
电网储能有潜力改变电网,使其具有更好的适应性和可再生能源能够适应间歇和变量。此外,它提供了重要的系统服务,如短期平衡,电网稳定性辅助服务,建立一个可持续发展的低碳电力模式,长期能源存储和恢复电网停电后操作。
研究人员探索各种能量存储系统,如水力发电、飞轮、电容器、电池,促进电网的运行。
电池已成为最可行的选择,因为他们的快速响应时间,灵活性,和短施工周期。然而,当将它们集成到网格级能源存储系统的容量、寿命、能源效率、功率和能量密度必须考虑。
类型的用于电网储能电池
锂离子电池是首选的能源效率高、密度、和长循环寿命。他们目前的主要电池技术稳定电网在美国,有77%的电能存储系统依赖于他们。
流电池为电网提供一个有前途的替代锂离子电池储能由于其可伸缩性,能够增加持续时间功率密度的前提下,使用更广泛的材料。亚博网站下载他们也有更长的寿命(100000次在20年寿命)和带来更少的爆炸或火灾的风险。
新选项基于有机非金属材料、钒、锌、和其他的替代品出现,使流体电池电网储能的令人兴亚博网站下载奋的研究领域。
的作用和潜在的应用在电网储能电池
电网监测和控制
可再生能源如风能和太阳能是间歇性的,老旋转发电机不能完全弥补他们输出的波动。因此,电池是用来平衡的力量更快没有涉及重型机械零件磨损快。
电池也擅长提供一个快速反应和可伸缩性,使它们适合管理权力。锂离子电池是特别有用的在管理高峰负荷长达四小时,可以代替燃气电厂。同时,电池可以提供灵活性的输电网,维持稳定的系统操作即使在应急事件。
电力备份系统
电池是必不可少的对于维护电力备份系统,确保电网稳定。他们拥有的灵活性,可以根据需要调整的位置和规模。电池还可以吸收能量和功能快速加载,这有助于管理电力供应和需求之间的平衡。此外,它们的部署提高现有输电线路的操作能力没有额外的塔或线条。
调峰
电池系统在电网高峰期间旨在提供能源需求和在非高峰用电时间充电。锂离子电池是一种大有前途的选择,这样的应用程序由于其高能量密度和往返的效率。
这些电池帮助维护频率和电压稳定坐落应用和大规模部署,特别是当电力生产和消费之间的差距。
操作储备和辅助服务
保持一个稳定的电力系统需要生成匹配对电力的需求,这就需要各种操作储备和辅助服务操作在不同的时间尺度。
电池非常适合短期可靠性服务,如主频率响应和监管,由于其快速充放电能力,速度比传统的电厂。此外,适当大小的电池系统可以提供长期持续的服务,增加和load-following等,以确保稳定的电力供应满足需求。
最近的发展
给电动汽车电池第二人生:1300回收电动汽车电池电力电网存储系统
电动汽车(EV)电动汽车用电池,不再符合标准仍然可以保留80%的可用容量。
B2U已经建立了25兆瓦时固定存储系统使用来自本田和日产1300回收电动汽车电池测试和特斯拉模型3电网储能电池。此外,该公司的专利EV包存储系统大大降低了存储成本和自动断开电池如果他们偏离操作规范。
系统费用从一个太阳能发电厂,提供网格服务连接到加州网格批发市场的24/7。此外,该技术增加网格存储容量和允许临终电动车电池回收设施。
一个研究表明end-of-vehicle-life电动车电池+好了汽车电网可以供应世界上短期电网的能源存储需求,2030年32 - 62千瓦时的短期存储到2050年全球。
麻省理工学院的建模框架流加速发展电网储能电池
流电池是一个更有效、更安全的替代锂离子电池在电网储能系统。然而,电流电池技术主要依赖于钒作为活性物质,科学家们正在探索替代化学由于担心其可靠性和可用性。
麻省理工学院的研究人员已经开发出一种技术经济建模框架估计“逐步降低存储成本”为不同的化学反应,并提供总体指导方针选择finite-lifetime和infinite-lifetime材料。亚博网站下载虽然没有明确的赢家在不同的化学反应,估计的框架允许资本和运营成本在系统的生命周期,帮助选择追求做出明智的决定。
建模框架提供了一个有价值的工具,用于评估的新的和新兴能源技术经济可行性流电池。这将是电网储能的关键,需要长时间、大规模电力存储来支持可再生能源。
挑战和未来前景
电池保持承诺实现电网能源可持续发展作为一个重要的元素。然而,一些必须解决的挑战,确保他们成功集成到网格级能量存储系统。这些挑战包括进一步降低成本,建立一个有效的电池回收计划,探索新型电池技术,建立综合评价标准。
展望未来,不断研究和开发锂离子电池和其他技术可以进一步提高能量密度,降低成本,开发安全的电池系统。这提供了一个广泛的可能性电池在各个领域的应用,表明一个有前途的未来他们在电网储能的作用。
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引用和进一步阅读
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