新能源發(fā)電的儲(chǔ)能技術(shù)

5 超級(jí)電容器儲(chǔ)能

超級(jí)電容器(super capacitor)，又叫雙電層電容器(Electrical Doule Layer Capacitor)、黃金電容、法拉電容，通過(guò)極化電解質(zhì)來(lái)儲(chǔ)能。它是一種電化學(xué)元件，但在其儲(chǔ)能的過(guò)程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲(chǔ)能過(guò)程是可逆的，也正因此超級(jí)電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬(wàn)次。超級(jí)電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個(gè)無(wú)反應(yīng)活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質(zhì)中的負(fù)離子，負(fù)極板吸引正離子，實(shí)際上形成兩個(gè)容性存儲(chǔ)層，被分離開(kāi)的正離子在負(fù)極板附近，負(fù)離子在正極板附近。

超級(jí)電容器是建立在德國(guó)物理學(xué)家亥姆霍茲提出的界面雙電層理論基礎(chǔ)上的一種全新的電容器。眾所周知，插入電解質(zhì)溶液中的金屬電極表面與液面兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)符號(hào)間產(chǎn)生電位差。那么，如果在電解液中同時(shí)插入兩個(gè)電極，并在其間施加一個(gè)小于電解質(zhì)溶液分解電壓的電壓，這時(shí)電解液中的正、負(fù)離子在電場(chǎng)的作用下會(huì)迅速向兩極運(yùn)動(dòng)，并分別在上下兩電極的表面形成緊密的電荷層，即雙電層，它所形成的雙電層和傳統(tǒng)電容器中的電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的極化電荷相似，從而產(chǎn)生電容相反的過(guò)剩電荷，從而使相效應(yīng)，緊密的雙電層近似于平板電容器，但是，由于緊密的電荷層間距比普通電容器電荷層間的距離更小得多，因而具有比普通電容器更大的容量。

超級(jí)電容器與常規(guī)電容器相比，具有更高的介電常數(shù)，技術(shù)難點(diǎn)在于耐壓能力仍然不夠高，雖然說(shuō)比起常規(guī)電容器，超級(jí)電容器的耐壓水平要高很多，但是仍然不夠高，目前即使是陶瓷超級(jí)電容器的耐壓水平最高也只能承受1 kV左右，我們知道電容器儲(chǔ)存的能量E = CV2/2。如果能解決耐壓能力這一技術(shù)難點(diǎn)，超級(jí)電容器的容量將大大提高。文獻(xiàn)[4]闡述了超級(jí)電容器的原理、分類(lèi)和性能特點(diǎn)，并講述了其在電力系統(tǒng)和在其它方面的應(yīng)用。目前超級(jí)電容器用在小電器上比較多，如用作電動(dòng)玩具等小運(yùn)動(dòng)器件的電源，或用作計(jì)算機(jī)等耗電量比較小的器件的后備電源。

6 氫儲(chǔ)能

氫儲(chǔ)能在電力供過(guò)于求的時(shí)候采用電解水的方式獲得氫，然后低溫液態(tài)存儲(chǔ)起來(lái)，在需要的時(shí)候通過(guò)燃燒產(chǎn)生能量，氫也是燃料電池的主要燃料之一。目前氫能的生產(chǎn)成本是汽油的4～6倍，其運(yùn)輸、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)化過(guò)程的成本也都較化石能源高。有人提出利用太陽(yáng)能，風(fēng)能和水能發(fā)電電解水，真正實(shí)現(xiàn)新能源產(chǎn)生新能源，并達(dá)到儲(chǔ)存能量效果，真正實(shí)現(xiàn)“清潔能源的可持續(xù)利用”。

7 結(jié)束語(yǔ)

本文綜述了各種儲(chǔ)能技術(shù)在新能源發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用。成本過(guò)高是限制它們大量推廣應(yīng)用的瓶頸，因此通過(guò)技術(shù)革新降低成本將是今后新儲(chǔ)能技術(shù)的重要研究方向。

參考文獻(xiàn)

[1] 周雙喜，吳畏，吳俊玲，安寧，超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置用于改善暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的研究[J]. 電網(wǎng)技術(shù);2004，28(8)：1～5.

[2] 于希娟，袁清芳. 飛輪儲(chǔ)能技術(shù)及其在配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電世界，2006，47(11)：10～11.

[3] 張建成，陳志業(yè). 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)及其運(yùn)行控制技術(shù)研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2003，23(3)：108～111.

[4] 張步涵，王云玲，曾杰. 超級(jí)電容器儲(chǔ)能技術(shù)及其應(yīng)用[J].水電能源科學(xué)，2006，24(5)：50～52.

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