储能技术系列什么是储能？储存能量有哪些技术可能性？各种类型的存储存储哪种形式的能源？本文带你全面了解储能技术。
储能系统对于可再生能源的进一步普及至关重要，如果希望以更加环保的方式来生产和使用电力能源，储能是必须要克服的障碍。
目前存在各种能量存储装置，其在操作模式以及储能形式方面各有不同。
本文主要介绍当前的储能系统分类和操作原理，以及主要储能装置的位置和它们的性能。
能量储存对能量转换的重要性能量存储装置通常被定义为“为了电气，化学，电化学，机械或热存储的目的而接收能量并且使其再次可用于延时使用的系统”。
然而，只有当光伏电站，风力发电设备，微型热电联产电厂等产能设备互相连接，未来能源消费者和能源供应者之间才能够实现在家庭、商业和工业中的全天式能源数字监控。
实现未来能源供应的关键是现代信息与通讯技术和能源储存技术。
PV储能、储热技术、电改气电厂或电热设备可以提升电网安全频率的稳定性，并在此基础上根据能源需求的变化对智能电网进行灵活调控。
能量储存技术的系统分类从技术原理上讲，储能主要分为以下几类：机械储能化学储能电化学储能电储能热储能基于相应的技术设备，可以实现的储能方式有以下几类。
机械储能：抽水蓄能（水的潜在能量）压缩空气储存器（气体压力的动能）飞轮储能（旋转质量的动能）化学储能：电力燃气电厂（转换为燃气）动力液系统（转换为燃料）电力化工厂（转化为化工产品）电化学储能：经典电池储能（电极中的电化学能）氧化还原、混合液流电池储能（电解液中的电化学能）电储能：超导磁储能（磁场中的电能）超级电容器（电场中的电能）热储能：敏感蓄热装置（粒子运动中的热能）热化学储能（通过吸热反应储热）潜热蓄热器（热力学状态变化的焓） 机械储能：抽水蓄能，压缩空气储能和飞轮储能抽水蓄能电站（PSW）Hornbergbecken洞穴电站堰抽水蓄能电站是目前工业上最常用的能量存储方式，主要使用两种构造原则：泵加涡轮的串联结构和水泵水轮机的使用。
抽水蓄能电站有一个建在高处的上水库（上池）和一个建在电站下游的下池，机组能起到作为一般水轮机的发电的作用和作为水泵将下池的水抽到上池的作用。
在电力系统的低谷负荷时，抽水蓄能电站的机组作为水泵运行，在上池蓄水；在高峰负荷时，作为发电机组运行，利用上池的蓄水发电，送到电网。
两个水池之间的高度差异一般在70到600米之间。
通常，抽水蓄能电站的效率在70%到80%之间。
较高的储存容量和灵活的控制技术使得抽水蓄能电站成为目前最常用的储能技术，但从生态蓄角度来看，抽水蓄能电站的建设会对原始景观惊醒大规模的破坏，对自然环境造成无法挽回的影响。
压缩空气储能压缩空气的基本原理很简单，它是一种在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，将空气高压密封在报废矿井、储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式。
压缩空气储能有多种应用形式，例如压缩空气罐、盐矿中的洞穴或在多孔但气密性良好的岩层中储能。
由于这种系统制造安装成本高，且结构复杂，一般需要由压缩机、储气罐、回热器、膨胀机和发电机几部分组成，导致其整体效率偏低，一般大概在30%-40%左右。
从经济学角度来看，没有很大的优势。
飞轮储能飞轮储能是通过加速转子（飞轮）至极高速度的方式，用以将能量以旋转动能的形式储存于系统中。
当释放能量时，根据能量守恒原理，飞轮的旋转速度会降低；而向系统中贮存能量时，飞轮的旋转速度则会相应地升高。
飞轮主要有两种形式：金属低速飞轮（速度：5000到10000转/分，储能密度5Wh/kg）和现代纤维复合材料高速飞轮（速度：10000转/分，储能密度100Wh/kg）。
飞轮储能最大的优点是，飞轮可以在极短时间内释放出存在其中的能量，因此具有极高的功率密度，储能效率大概在95%左右。
然而，由于轴承和飞轮上的摩擦损失非常高，每小时约为20%，导致飞轮储能的效率降低。
为了改进这一缺陷，可以为飞轮提供真空环境，或使用带有超导体的磁力轴承，其损耗低于滚动轴承或滑动轴承。
此外，飞轮储能器的操作过程需要复杂的冷却过程。
电储能：超导磁储能，超级电容器超导磁储能从超导体理论电阻为零，理论电流可以无限期地流动，而不发生损耗的性质出发，开发了超导体储能。
超导磁储能装置是利用超导材料制成的线圈，由电网经变流器供电励磁，在线圈中产生磁场而储存能量，在需要时可将此能量经逆变器进回电网或作其他用途。
储能装置的特性取决于使用的低温或高温超导体，前者通常由铜制成，更昂贵的则由银制成。
为了提升储能效率，需要考虑冷却过程。
超导体储能的优点是，利用它们可以进行局部放电，且能量密度可达到300到3000Wh/kg。
此外，其不仅可以在超导体电感线圈内无损耗地储存电能，还可以通过电力电子换流器与外部系统快速交换有功和无功功率，用于提高电力系统稳定性、改善供电品质。
超级电容器超级电容器由储能作用机制的不同可以分为：常规电容器（使用静电力）电化学双层电容器（使用静电力）伪电容和混合电容（使用电化学反应） 超级电容器的效率通常在85%到98%之间，目前有专家正在设计自放电的超级电容器，可以在一定程度上提高效率。
一般超级电容器可以实现的能量密度大概在5到10 Wh/kg，能达到的功率约为10000W/kg。
电化学储能：分散式和中央电池储能电化学储能器是可充电电池，目前的技术方法主要包括：铅酸电池镍基电池锂离子电池高温电池氧化还原液流电池分散式电池储能主要应用于小型电力系统，例如在独立式或半独立式房屋中。
由于充电周期数较短、装卸频繁、电池储能容量逐渐减少等原因，似的分散式电池储能的成本相对较高，限制了他们使用的规模。
中央电池储能SmartRegion Pellworm项目中的中央电池储能器在大型电力系统中，需要将大量电池组合在一起形成集中式电池组，从低压电网获取电力，并在需要时选择性地输送。
这种能量储存器也可以当作区域缓冲器，通常可以用于区域光伏系统对于太阳能的进一步营销。
虚拟发电厂的本质也是中央电池储能，这种连接的能量储存器在资产负债表上被视为单个发电厂，在一定程度上可以提供控制能量。
跨部门储能概念：电到气，电到热，电到液“跨部门”描述了不同能源部门的联系，例如电力、天然气和热能的部门，这种能量储存方式可以在能量没有被最终转化的条件下进行。
未来，这些新概念的方式不仅可以为可再生能源市场和系统做出贡献，还可以通过转向天然气网络或现有的液体燃料供应基础设施来减少对电网的运输需求。
电到气电能-气体电解槽这种储能方式是通过电解将水转化为氢气，有时也在后续步骤（甲烷化过程中）继续转化为甲烷，这两种气体都可以送入现有的天然气网络及其储气库，从而实现能量的储存。
电力到天燃储存的最终储存相当于绿色电力化学转化为气体，可以长期储存，几乎没有损失。
最后，该过程可以根据需要在电力消耗的地点燃烧气体产生电力，可以用于单户住宅的微型热电联产。
在工业或商业需要的大型热电联产中，该过程需要在燃气发电厂中进行。
电到热如果电网中的可再生能源过量供应出现盈余，则可以通过相应的功率-加热系统（PtH系统）将电能转换为热量，储存在储热罐中。
该系统的投资成本相对较低，小规模使用中一般将电直接供应给点热泵，通过循环过程将电转换为热能；大规模使用中一般电极锅炉实现，得到的热量可以直接送入当地和区域供热网络。
电到液总部位于德累斯顿的sunfire公司动力液化工厂生产合成柴油燃料电解剩余的可再生能量产生的氢可以通过化学过程转化为液体燃料，这个过程简称为L2P。
例如由氢气产生甲醇、甲酸或更高级的合成燃料，在这个过程中可以实现氢气的储存。
L2P过程允许可再生能量储存在液体燃料中或分配在现有的液体燃料基础设施中，且之后根据电力储存的用途还可以进行再转换。
参考资料：【1】【2】ESCN中国储能网，《细说储能：压缩空气》，赵乾乾【3】维基百科End编辑：玮悦作者：尹华琛联系作者：huachen.yin@jiaonengwang.com投稿请联系：info@jiaonengwang.com+++关注更多文章，请关注公众号“交能网”+++交能网咨询团队提供能源电力领域专业的 数据分析 | 行业咨询 | 中欧对接请联系本文作者了解更多详情版权说明交能网订阅号原创内容包括能源电力行业资讯焦点挖掘、新兴技术分析与市场动态研究等内容，转载需注明原作者及
