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太陽(yáng)能光伏儲(chǔ)能技術(shù)-閱讀頁(yè)

2025-02-05 18:02本頁(yè)面
  

【正文】 燃料電池電堆相似。電堆是提供電化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所,是實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)電能和化學(xué)能相互轉(zhuǎn)換的場(chǎng)所,是釩電池系統(tǒng)的核心部分。全釩液流電池充電時(shí),電極反應(yīng)為: 正極: VO2+ + H2O e VO+2 +2H+ 負(fù)極: V3+ + e V 2+ 總反應(yīng) : VO2+ + H2O + V3+ V 2+ + VO+2 + 2H+ 全釩液流電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為 ,實(shí)際使用中,由于電解液濃度、電 極性能、隔膜電導(dǎo)率等因素的影響,開路電壓可達(dá)到 ~. 優(yōu)點(diǎn): ( 1)輸出功率與儲(chǔ)能容量可控。 ( 3)啟動(dòng)速度快。 ( 5)電池壽命長(zhǎng)。 ( 7)制造和安置便利。 不足: ( 1)全釩液流電池的能量密度偏低。 ( 3)液流電池運(yùn)行的電流密度低。 超級(jí)電容儲(chǔ)能 一、基本原理與分類: 超級(jí)電容器是以多孔性材料為電極,由正負(fù)電荷層形成的可實(shí)現(xiàn)可逆充放電的高靜電容量電容器,與普通電容器相比,它具有更高的介電常數(shù),更大的耐壓能力和更大的存儲(chǔ)容量,有保持了傳統(tǒng)電容器釋放能量快的特點(diǎn),逐漸在儲(chǔ)能領(lǐng)域中被接受。 ( EDLC) 工作原理圖 (也稱法拉第電容) 原理: 電極表面發(fā)生了氧化還原反應(yīng) 反應(yīng)方程式: NiO+OH NiOOH + e 與電池中的電化學(xué)反應(yīng)不同,贗電容中的電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)只發(fā)生在電極材料的表面,其充放電過程要遠(yuǎn)快于普通電池。 ( 4)超級(jí)電容可焊接,不存在像電池接觸不牢固等問題。 ( 6)和鋁電解質(zhì)相比,內(nèi)阻較大,因而不可以 用于 交流電路 ( 7)儲(chǔ)能密度不如蓄電池 二、研究與發(fā)展現(xiàn)狀 制氫儲(chǔ)能 可再生能源包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮艿?,值得注意的是,這些能源均有同樣的載體,即氫。如使用燃料電池技術(shù),將其與氧氣反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能過程中,僅有水生成,沒有任何污染物有害氣體排除;另一方面,當(dāng)將其進(jìn)行儲(chǔ)存時(shí),利用電能或則太陽(yáng)能將水分解制氫或則高壓儲(chǔ)氫均不會(huì)產(chǎn)生其他有害的氣體或污染物。 太陽(yáng)能電解水制氫包括兩種工作模式:一種是將太陽(yáng)能基于光伏效應(yīng)先轉(zhuǎn)化成電能,再將電能用于電解水制氫,稱為 間接電解水制氫 ;另一種是將太陽(yáng)能 直接電解制氫 ,主要是基于光化學(xué)電池和半導(dǎo)體光催化法,它的特別之處是陽(yáng)極與傳統(tǒng)電極不同,多為光電半導(dǎo)體材料,可以感光并吸收太陽(yáng)能并將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,從而制備出氫氣。 三 、燃料電池 : 氫能的使用,一般來說是以燃料電池的工作方式轉(zhuǎn)化為電能和熱能,也即氫氣和氧氣的燃燒反應(yīng)過程。 ( 3)可靠性高,維護(hù)方便。 ( 5)可用于特殊場(chǎng)合,如航空航天電源,軍 事電源等。 儲(chǔ)能類別 能量類別 儲(chǔ)能技術(shù) 主要原理 主要特點(diǎn) 物 理 形 式 機(jī) 械 能 勢(shì)能 抽水儲(chǔ)能 由可逆水輪機(jī)實(shí)現(xiàn)電能和上水庫(kù)勢(shì)能轉(zhuǎn)化 容量大,技術(shù)成熟,受地理環(huán)境限制 壓縮空氣儲(chǔ)能 空氣壓縮機(jī)和渦輪機(jī)實(shí)現(xiàn)電能和空氣勢(shì)能的轉(zhuǎn)化 容量大,受地理環(huán)境限制 動(dòng)能 飛輪儲(chǔ)能 電動(dòng)機(jī)(發(fā)電機(jī))實(shí)現(xiàn)電能和飛輪動(dòng)能轉(zhuǎn)化 功率高,能量密度低,成本高,技術(shù)需完善 電 磁 能 電感 超導(dǎo)線圈儲(chǔ)能 將直流電以磁場(chǎng)形式儲(chǔ)存于超導(dǎo)螺旋管中 功率高,能量密度低,成本昂貴 電容 雙電層電容儲(chǔ)能 利用電容器儲(chǔ)存電場(chǎng)能 效率高,壽命長(zhǎng),能量密度低,放電時(shí)間段 化 學(xué) 形 式 化 學(xué) 能 超級(jí)電容器儲(chǔ)能 也叫化學(xué)電容器,通過極化電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能 效率高,壽命長(zhǎng),能量密度低,放電時(shí)間短 蓄電池儲(chǔ)能 可逆的電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能、電能的轉(zhuǎn)化 設(shè)計(jì)靈活,應(yīng)用范圍廣,成本較高 制氫儲(chǔ)能 電解水和燃料電池實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化 儲(chǔ)能密度高,無污染,技術(shù)不夠成熟 結(jié) 語 隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的變化, 加快推進(jìn) 儲(chǔ)能技術(shù) 的研發(fā)與應(yīng)用成為世界各國(guó)共同 的戰(zhàn)略性選擇。
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