400-027-0075
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風(fēng)電并網(wǎng)瓶頸時(shí)代
垃圾能源由來(lái)
在中國(guó)，可利用風(fēng)能密度超過(guò)200瓦/平方米的“高能”區(qū)域只集中在內(nèi)蒙古北部、新疆北部、黑龍江東部、西藏中北部和沿海的個(gè)別地區(qū)。這直接導(dǎo)致了百萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)的出現(xiàn)，而這樣規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)在歐洲等地是相當(dāng)罕見(jiàn)的。
大規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)給電力系統(tǒng)造成的負(fù)面影響日益明顯，由于風(fēng)能的間歇性等原因，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)給電網(wǎng)帶來(lái)諧波污染、電壓波動(dòng)及閃變問(wèn)題。另外，風(fēng)電的 隨機(jī)性也給發(fā)電和運(yùn)行計(jì)劃的制定帶來(lái)很多困難。除了風(fēng)力隨機(jī)變化的自然屬性之外，風(fēng)機(jī)本身和電網(wǎng)的調(diào)節(jié)功能也滯后于實(shí)際應(yīng)用的需求。
實(shí)際應(yīng)用中的典型例子是：風(fēng)大而電網(wǎng)負(fù)荷小時(shí)，風(fēng)能輸送不出去會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)頻率超過(guò)50赫茲，如果電網(wǎng)調(diào)度能力不足，就只能把風(fēng)電切出去，風(fēng)機(jī)就 要緊急剎車，由于慣性，齒輪箱、傳動(dòng)、制動(dòng)系統(tǒng)、葉片等將受到巨大的沖擊載荷。而風(fēng)小電網(wǎng)負(fù)荷大時(shí)，風(fēng)電發(fā)電量不足，電網(wǎng)頻率會(huì)低于50赫茲，網(wǎng)壓變得很 低，如電網(wǎng)調(diào)度能力弱就會(huì)大面積停電。
從技術(shù)角度，可以將目前風(fēng)電并網(wǎng)的缺點(diǎn)大致分成三個(gè)方面，這也是目前科研技術(shù)人員重點(diǎn)突破的領(lǐng)域：儲(chǔ)能技術(shù)、風(fēng)力預(yù)測(cè)技術(shù)和電力電子應(yīng)用，從風(fēng)機(jī)本身、風(fēng)場(chǎng)系統(tǒng)以及風(fēng)場(chǎng)氣象預(yù)測(cè)等層次解決風(fēng)電并網(wǎng)的問(wèn)題。
以不變應(yīng)萬(wàn)變
解決風(fēng)電并網(wǎng)問(wèn)題，最容易想到的莫過(guò)于“儲(chǔ)能-無(wú)功調(diào)節(jié)”，利用儲(chǔ)能技術(shù)把風(fēng)電的間歇能量變成容易調(diào)節(jié)的能源。據(jù)了解，目前儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到 足以適應(yīng)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)所需的程度。其中，鈉硫電池、鋰電池相對(duì)成熟，可用于電量和功率應(yīng)用的場(chǎng)合，但需要降低成本。另外，在地理?xiàng)l件合適的地方，還可以 開(kāi)展壓縮空氣儲(chǔ)能試驗(yàn)，估計(jì)可以達(dá)到100MW以上的應(yīng)用。
鈉硫電池是以Na-beta-氧化鋁為電解質(zhì)和隔膜，并分別以金屬鈉和多硫化鈉為負(fù)極和正極的二次電池。鈉硫電池用于儲(chǔ)能具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在原材料和制備成本低、能量和功率密度大、效率高、不受場(chǎng)地限制、維護(hù)方便等方面。
鈉硫電池的理論比能量為760Wh/Kg，實(shí)際已大于100Wh/Kg，是鉛酸電池的3-4倍；另一個(gè)特點(diǎn)是可大電流、高功率放電。其放電電流 密度一般可達(dá)200-300mA/cm2，并瞬時(shí)放出其3倍的固有能量；再一個(gè)是充放電效率高。由于采用固體電解質(zhì)，所以沒(méi)有通常采用液體電解質(zhì)二次電池 的那種自放電及副反應(yīng)，充放電電流效率幾乎100％。
鈉硫電池已經(jīng)成功用于削峰填谷、應(yīng)急電源、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源的穩(wěn)定輸出以及提高電力質(zhì)量等方面。目前在國(guó)外已經(jīng)有上百座鈉硫電池儲(chǔ)能電站在運(yùn)行，是各種先進(jìn)二次電池中最為成熟和最具潛力的一種。
世界上鈉硫電池領(lǐng)域較為領(lǐng)先的是日本的NGK公司，通用電氣與NGK進(jìn)行著激烈的競(jìng)爭(zhēng)。同樣的，生產(chǎn)鋰電池的比亞迪公司也是新能源產(chǎn)業(yè)的積極參與者。特別值得注意的是，儲(chǔ)能技術(shù)還包括了儲(chǔ)能模塊之間的調(diào)配協(xié)調(diào)，這與電池單體一道組成了儲(chǔ)能技術(shù)的難點(diǎn)。
