呂文昭

摘 要：在經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展中，能源問(wèn)題備受關(guān)注，面臨短缺的問(wèn)題。因此，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)這一問(wèn)題的緩解與解決，需要積極進(jìn)行新能源的開(kāi)發(fā)工作，尤其是將重點(diǎn)放在可再生能源的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。太陽(yáng)能光伏的選擇和應(yīng)用在這一問(wèn)題的應(yīng)對(duì)方面極具價(jià)值。太陽(yáng)能光伏在發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，很容易出現(xiàn)能量損失現(xiàn)象，因此，要重視儲(chǔ)能系統(tǒng)的選擇，降低能量損耗量。在儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用和支持下，能夠保障能量供應(yīng)的連續(xù)性。本文全面分析了太陽(yáng)能光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要特征，介紹了其工作的主要原理，同時(shí)，探討了影響蓄電池使用周期的主要因素，展現(xiàn)了幾種常見(jiàn)的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能光伏；儲(chǔ)能系統(tǒng)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.082

0 前言

對(duì)于太陽(yáng)能自身而言，其發(fā)電產(chǎn)生的電源具有一定的間斷性，很難突破時(shí)間的限制，實(shí)現(xiàn)全天候發(fā)電，因此，不能滿足對(duì)負(fù)荷的連續(xù)性需求。為了更好地滿足社會(huì)生活的需要，需要借助儲(chǔ)能系統(tǒng)和設(shè)備，達(dá)到連續(xù)供應(yīng)的狀態(tài)。比較常見(jiàn)的儲(chǔ)能系統(tǒng)分為三類(lèi)，即超導(dǎo)線圈、飛輪以及電化學(xué)電池。因此，要對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)分析，以便更好地認(rèn)識(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值。

1 對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)在太陽(yáng)能光伏應(yīng)用中的概述

1.1 對(duì)蓄電池儲(chǔ)能的介紹

在電化學(xué)領(lǐng)域中，蓄電池是主要代表，實(shí)現(xiàn)能量向直流電能的轉(zhuǎn)化。這種能量主要獲取途徑是氧化還原。借助轉(zhuǎn)化獲取的支流電源會(huì)供應(yīng)給負(fù)荷進(jìn)行使用。目前，電化學(xué)介質(zhì)主要包含幾種類(lèi)型，如鉛酸、鋰離子、金屬氫化物鎳等，其中，效果比較好、應(yīng)用比較多的是鉛酸蓄電池。

1.2 對(duì)飛輪儲(chǔ)能的介紹

在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，飛輪比較新，優(yōu)越性較為突出，其經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，滿足綠色和高效的需求，安全性和可靠性顯著。其能量的補(bǔ)給主要通過(guò)風(fēng)能、過(guò)剩的電能以及太陽(yáng)能中獲取，凸顯機(jī)電儲(chǔ)能的特征，應(yīng)用十分廣泛。其中，雙程飛輪具有較高的轉(zhuǎn)化率，尤其是處于高峰值的狀態(tài)的時(shí)候，功率容量十分巨大，同時(shí)，功率管理相對(duì)簡(jiǎn)單，便于操作。在電壓和電流給定的背景下，能夠進(jìn)行較為靈活的設(shè)計(jì)，因此，具有較好的發(fā)展前景，市場(chǎng)潛力巨大。因此，儲(chǔ)能系統(tǒng)受到社會(huì)諸多方面的關(guān)注。

1.3 對(duì)超導(dǎo)磁場(chǎng)儲(chǔ)能的介紹

對(duì)于超導(dǎo)磁場(chǎng)，主要是指立足磁場(chǎng)，將超導(dǎo)體圓環(huán)置于其中，對(duì)其進(jìn)行降溫處理，直到降到臨界的溫度以下，清除磁場(chǎng)。鑒于電磁自身的感應(yīng)性，圓環(huán)內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)感生電流。為了實(shí)現(xiàn)電流的持續(xù)性供應(yīng)，需要保障溫度處于臨界點(diǎn)以下。借助超導(dǎo)磁場(chǎng)獲取的電流儲(chǔ)能效果能夠滿足十幾年的需求，因此，這種儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)明顯，能夠在短時(shí)間完成充電并提供較高的功率，因此，在整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。

2 全面分析太陽(yáng)能光伏應(yīng)用中的儲(chǔ)能系統(tǒng)

對(duì)于電源的儲(chǔ)能問(wèn)題，備受世界各國(guó)的關(guān)注，重視建立電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。在我國(guó)，鉛酸蓄電池產(chǎn)量較大，在技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，在國(guó)際上也占有重要地位。在我國(guó)，典型的大型儲(chǔ)電站在河北省，其主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電出力的跟蹤，有效提升電能的直流，提升電能供給的可靠性。

2.1 對(duì)飛輪儲(chǔ)能應(yīng)用的介紹

飛輪儲(chǔ)能技術(shù)受到高度重視，很多機(jī)構(gòu)希望將這一技術(shù)引入到風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，積極進(jìn)行儲(chǔ)能系統(tǒng)的研發(fā)，目的是實(shí)現(xiàn)與電場(chǎng)的配合進(jìn)行發(fā)電，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)系統(tǒng)的有效調(diào)頻，有效改善電能質(zhì)量。在整個(gè)調(diào)頻過(guò)程中，飛輪儲(chǔ)能設(shè)備優(yōu)點(diǎn)突出，首先，具有較快的響應(yīng)速度，立足相同容量環(huán)境，與水電和水電調(diào)頻資源相比較，借助飛輪進(jìn)行調(diào)頻能夠提升效益，甚至達(dá)到兩倍的效果。其次，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的有效節(jié)約。飛輪調(diào)頻電站在建成之后，能夠滿足火電站全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，大大提升能源的利用率。另外，也不需要對(duì)電網(wǎng)容量進(jìn)行增加處理，有效提升了發(fā)電量峰值。在這一系統(tǒng)的應(yīng)用下，整個(gè)電網(wǎng)容量升級(jí)的時(shí)間被延遲，有效節(jié)省審批新電場(chǎng)建設(shè)的時(shí)間，是真正意義上的節(jié)約。再次，滿足環(huán)保無(wú)污染的需求。飛輪儲(chǔ)能技術(shù)省去了燃料的耗費(fèi)，因此，不會(huì)產(chǎn)生有害氣體。其轉(zhuǎn)子主要是由較輕但是強(qiáng)度較高復(fù)合材料構(gòu)成，借助樹(shù)脂實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃纖維和石墨的結(jié)合。懸浮的轉(zhuǎn)子主要處于電磁鐵和永磁鐵組合的架子上，同時(shí)，為了有效降低摩擦損耗，可以在真空環(huán)境中將電機(jī)的轉(zhuǎn)子和飛輪進(jìn)行密封處理。

2.2 對(duì)超級(jí)電容儲(chǔ)能應(yīng)用的介紹

目前，許多國(guó)家都積極開(kāi)展超級(jí)電容儲(chǔ)能研究。作為大功率的二次電源，其具有較為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。首先，發(fā)揮電車(chē)電源的作用。超級(jí)電容器的特征是高功率的密度，能夠滿足電車(chē)在加速、啟動(dòng)等對(duì)功率的高要求，同時(shí)，也可以充當(dāng)混合電動(dòng)車(chē)的啟動(dòng)電源。借助蓄電池與超級(jí)電容器的并聯(lián)，能夠有效減少蓄電池自身重量和大小，延長(zhǎng)起使用周期。其次，電子電源的應(yīng)用。超級(jí)電容器能夠應(yīng)用在衛(wèi)星上?；旌闲碗娫词切l(wèi)星普遍使用的電源，也就是將電池與太陽(yáng)能進(jìn)行組合。在完成安裝之后，實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星通信能力的改善。另外，這種超級(jí)電容器能夠滿足電動(dòng)工具快速充電方面的需求，也可以發(fā)揮在醫(yī)療中急救電源的功能。這種電源不需要進(jìn)行充放電方面的維護(hù)。再次，電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。對(duì)于變電站以及開(kāi)關(guān)站而言，其主要應(yīng)用的是電磁開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，直流電源的控制需要借助分合閘完成。但是，電容儲(chǔ)能式所裝的電解電容可靠性不高，容量不大。超級(jí)電容器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)分閘能量的有效供應(yīng)，也發(fā)揮了傳統(tǒng)分合閘裝置的自身優(yōu)勢(shì)。超級(jí)電容器能夠在電流較小的環(huán)境中完成充分操作，也就是說(shuō)，光伏電池能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)超級(jí)電容器的充電功能，有效提高光伏發(fā)電的有效性。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上，在對(duì)太陽(yáng)能光伏應(yīng)用中儲(chǔ)能系統(tǒng)的全面分析中可以發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)能系統(tǒng)自身優(yōu)勢(shì)較多，滿足能源的高密度需求，同時(shí)，有效降低成本，達(dá)到較高效率的能量轉(zhuǎn)化。鑒于單獨(dú)儲(chǔ)能系統(tǒng)的自身局限性，面對(duì)復(fù)雜的需求，要護(hù)照結(jié)合實(shí)際，發(fā)揮不同儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，靈活使用，更大程度地發(fā)揮太陽(yáng)能光伏應(yīng)用中儲(chǔ)能系統(tǒng)的作用，以滿足整個(gè)社會(huì)的多方面需求。

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