儲(chǔ)能技術(shù)方法
儲(chǔ)能主要包括熱能、動(dòng)能、電能、電磁能、化學(xué)能等能量的存儲(chǔ)，儲(chǔ)能技術(shù)方法見表1.5。儲(chǔ)能技術(shù)的研究、開發(fā)與應(yīng)用主要是以儲(chǔ)存熱能、電能為主，廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能利用、電力的“移峰填谷”、廢熱和余熱的回收以及工業(yè)與民用建筑和空調(diào)的節(jié)能等領(lǐng)域。
(1)熱能存儲(chǔ)技術(shù)
熱能存儲(chǔ)就是把一個(gè)時(shí)期內(nèi)暫時(shí)不需要的多余熱量通過(guò)某種方法儲(chǔ)存起來(lái)，等到需要時(shí)再提取使用。包括顯熱儲(chǔ)能技術(shù)、潛熱儲(chǔ)能技術(shù)、化學(xué)反應(yīng)熱儲(chǔ)能技術(shù)三種，三種熱能存儲(chǔ)的比較見表1.6。
顯熱儲(chǔ)能技術(shù)是通過(guò)加熱儲(chǔ)能介質(zhì)提高其溫度，而將熱能儲(chǔ)存其中。常用的顯熱儲(chǔ)能材料有水、土壤和巖石等。在溫度變化相同的條件下，如果不考慮熱損失，那么單位體積的儲(chǔ)熱量水最大，土壤其次，巖石最小。世界上已有不少國(guó)家都對(duì)這些儲(chǔ)熱材料進(jìn)行了試驗(yàn)和應(yīng)用。就目前來(lái)說(shuō)，這是一種技術(shù)比較成熟、效率比較高、成本又比較低的儲(chǔ)能方法。
潛熱儲(chǔ)能技術(shù)是利用儲(chǔ)能介質(zhì)液相與固相之間的相變時(shí)產(chǎn)生的熔解熱將熱能儲(chǔ)存起來(lái)的。實(shí)際應(yīng)用的潛熱儲(chǔ)能介質(zhì)，有十水硫酸鈉(化學(xué)式是Na2S04·10H20)、五水硫代硫酸鈉(化學(xué)式是Na2S04·5H20)和六水氯化鈣(化學(xué)式是CaCl2·6H20)等。該技術(shù)的特點(diǎn)是在低溫下儲(chǔ)能，具有較高的儲(chǔ)能量密度，可在一定的相變溫度下取出熱量，但是儲(chǔ)能媒介物價(jià)格昂貴，容易腐蝕，有的介質(zhì)還可能產(chǎn)生分解反應(yīng)，儲(chǔ)存裝置也較顯熱型復(fù)雜，技術(shù)難度較大。
化學(xué)能存儲(chǔ)技術(shù)利用能量將化學(xué)物質(zhì)分解后分別儲(chǔ)存能量，分解后的物質(zhì)再化合時(shí)，即可放出儲(chǔ)存的熱能。可以利用可逆分解反應(yīng)、有機(jī)可逆反應(yīng)和氫化物化學(xué)反應(yīng)三種技術(shù)實(shí)現(xiàn)，其中氫化物化學(xué)反應(yīng)技術(shù)是最有發(fā)展?jié)摿Φ模瑖?guó)內(nèi)外都正在進(jìn)行深入的研究，如果能夠取得突破性的成功，就將為解決能源短缺的問(wèn)題提供良好的途徑。
(2)電能存儲(chǔ)技術(shù)
工業(yè)上已應(yīng)用的電能存儲(chǔ)技術(shù)主要有三種，分別為水力儲(chǔ)能技術(shù)、壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)、飛輪儲(chǔ)能技術(shù)。水力儲(chǔ)能技術(shù)是最古老的、技術(shù)最成熟的、設(shè)備容量最大的商業(yè)化技術(shù)，全世界已有約500座水力儲(chǔ)能電站，其中容量超過(guò)1000MW的有35座。水力儲(chǔ)能系統(tǒng)一般有兩個(gè)大的儲(chǔ)水庫(kù)，一個(gè)處于較低位置，另外一個(gè)則位于較高的提升位置。在用電低峰期，將水從位置較低的水庫(kù)送到位置高的儲(chǔ)水庫(kù)中去儲(chǔ)存起來(lái)。當(dāng)需要電能時(shí)，可以借助高位水庫(kù)水流的勢(shì)能推動(dòng)水能機(jī)發(fā)電。
壓縮空氣儲(chǔ)能是在用電低峰期將空氣加壓輸送到地下鹽礦、廢棄的石礦、地下儲(chǔ)水層等。當(dāng)用電負(fù)荷較大時(shí)，壓縮空氣就可與燃料燃燒，產(chǎn)生高溫、高壓燃?xì)?，?qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)做功產(chǎn)生電能。應(yīng)用的機(jī)組設(shè)備容量已達(dá)到幾百兆瓦。如裝機(jī)容量為290MW的德國(guó)芬道爾夫電站1980年就已投入使用。
飛輪儲(chǔ)能發(fā)電技術(shù)是一種新型技術(shù)，它與電力網(wǎng)連接實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換。飛輪儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由電機(jī)、飛輪、電力電子變換器等設(shè)備組成。飛輪儲(chǔ)能的基本原理就是在電力富裕條件下，將電力系統(tǒng)中的電能轉(zhuǎn)換成飛輪運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。而當(dāng)電力系統(tǒng)電能不足時(shí)，再將飛輪運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，供電力用戶使用。與其他儲(chǔ)能技術(shù)相比，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)具有效率高(80%～90%)、成本低、無(wú)污染、儲(chǔ)能迅速、技術(shù)可靠等優(yōu)點(diǎn)，受到日本、美國(guó)、德國(guó)研究工作者的關(guān)注。如日本沖繩電力公司開發(fā)了210MJ的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)；德國(guó)1996年研制了儲(chǔ)能5MW·h/100MW·h的超導(dǎo)磁懸浮儲(chǔ)能飛輪儲(chǔ)能電站，系統(tǒng)效率達(dá)96%。
