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太阳能光伏应用中储能系统的应用分析

作者:吕文昭

来源:《山东工业技术》2017年第16期

摘 要:在经济的高速发展中,能源问题备受关注,面临短缺的问题。因此,为了实现对这一问题的缓解与解决,需要积极进行新能源的开发工作,尤其是将重点放在可再生能源的开发领域。太阳能光伏的选择和应用在这一问题的应对方面极具价值。太阳能光伏在发生能量转化的过程中,很容易出现能量损失现象,因此,要重视储能系统的选择,降低能量损耗量。在储能系统的应用和支持下,能够保障能量供应的连续性。本文全面分析了太阳能光伏储能系统的主要特征,介绍了其工作的主要原理,同时,探讨了影响蓄电池使用周期的主要因素,展现了几种常见的储能系统。

关键词:太阳能光伏;储能系统;应用 DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.082 0 前言

对于太阳能自身而言,其发电产生的电源具有一定的间断性,很难突破时间的限制,实现全天候发电,因此,不能满足对负荷的连续性需求。为了更好地满足社会生活的需要,需要借助储能系统和设备,达到连续供应的状态。比较常见的储能系统分为三类,即超导线圈、飞轮以及电化学电池。因此,要对其进行系统分析,以便更好地认识储能系统的价值。 1 对储能系统在太阳能光伏应用中的概述 1.1 对蓄电池储能的介绍

在电化学领域中,蓄电池是主要代表,实现能量向直流电能的转化。这种能量主要获取途径是氧化还原。借助转化获取的支流电源会供应给负荷进行使用。目前,电化学介质主要包含几种类型,如铅酸、锂离子、金属氢化物镍等,其中,效果比较好、应用比较多的是铅酸蓄电池。

1.2 对飞轮储能的介绍

在储能系统中,飞轮比较新,优越性较为突出,其经济性较强,满足绿色和高效的需求,安全性和可靠性显著。其能量的补给主要通过风能、过剩的电能以及太阳能中获取,凸显机电储能的特征,应用十分广泛。其中,双程飞轮具有较高的转化率,尤其是处于高峰值的状态的时候,功率容量十分巨大,同时,功率管理相对简单,便于操作。在电压和电流给定的背景下,能够进行较为灵活的设计,因此,具有较好的发展前景,市场潜力巨大。因此,储能系统受到社会诸多方面的关注。

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1.3 对超导磁场储能的介绍

对于超导磁场,主要是指立足磁场,将超导体圆环置于其中,对其进行降温处理,直到降到临界的温度以下,清除磁场。鉴于电磁自身的感应性,圆环内部会出现感生电流。为了实现电流的持续性供应,需要保障温度处于临界点以下。借助超导磁场获取的电流储能效果能够满足十几年的需求,因此,这种储能系统优势明显,能够在短时间完成充电并提供较高的功率,因此,在整个工业领域应用较为广泛。 2 全面分析太阳能光伏应用中的储能系统

对于电源的储能问题,备受世界各国的关注,重视建立电池储能系统。在我国,铅酸蓄电池产量较大,在技术方面处于领先地位,在国际上也占有重要地位。在我国,典型的大型储电站在河北省,其主要目的是实现对风电出力的跟踪,有效提升电能的直流,提升电能供给的可靠性。

2.1 对飞轮储能应用的介绍

飞轮储能技术受到高度重视,很多机构希望将这一技术引入到风力发电领域,积极进行储能系统的研发,目的是实现与电场的配合进行发电,能够实现对当地电网系统的有效调频,有效改善电能质量。在整个调频过程中,飞轮储能设备优点突出,首先,具有较快的响应速度,立足相同容量环境,与水电和水电调频资源相比较,借助飞轮进行调频能够提升效益,甚至达到两倍的效果。其次,实现对能源的有效节约。飞轮调频电站在建成之后,能够满足火电站全负荷运转,大大提升能源的利用率。另外,也不需要对电网容量进行增加处理,有效提升了发电量峰值。在这一系统的应用下,整个电网容量升级的时间被延迟,有效节省审批新电场建设的时间,是真正意义上的节约。再次,满足环保无污染的需求。飞轮储能技术省去了燃料的耗费,因此,不会产生有害气体。其转子主要是由较轻但是强度较高复合材料构成,借助树脂实现对玻璃纤维和石墨的结合。悬浮的转子主要处于电磁铁和永磁铁组合的架子上,同时,为了有效降低摩擦损耗,可以在真空环境中将电机的转子和飞轮进行密封处理。 2.2 对超级电容储能应用的介绍

目前,许多国家都积极开展超级电容储能研究。作为大功率的二次电源,其具有较为广泛的应用领域。首先,发挥电车电源的作用。超级电容器的特征是高功率的密度,能够满足电车在加速、启动等对功率的高要求,同时,也可以充当混合电动车的启动电源。借助蓄电池与超级电容器的并联,能够有效减少蓄电池自身重量和大小,延长起使用周期。其次,电子电源的应用。超级电容器能够应用在卫星上。混合型电源是卫星普遍使用的电源,也就是将电池与太阳能进行组合。在完成安装之后,实现对卫星通信能力的改善。另外,这种超级电容器能够满足电动工具快速充电方面的需求,也可以发挥在医疗中急救电源的功能。这种电源不需要进行充放电方面的维护。再次,电力系统中的应用。对于变电站以及开关站而言,其主要应用的是电磁开关结构,直流电源的控制需要借助分合闸完成。但是,电容储能式所装的电解电容可靠

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性不高,容量不大。超级电容器能够实现对分闸能量的有效供应,也发挥了传统分合闸装置的自身优势。超级电容器能够在电流较小的环境中完成充分操作,也就是说,光伏电池能够实现对超级电容器的充电功能,有效提高光伏发电的有效性。 3 结束语

综上,在对太阳能光伏应用中储能系统的全面分析中可以发现,储能系统自身优势较多,满足能源的高密度需求,同时,有效降低成本,达到较高效率的能量转化。鉴于单独储能系统的自身局限性,面对复杂的需求,要护照结合实际,发挥不同储能系统的优势,灵活使用,更大程度地发挥太阳能光伏应用中储能系统的作用,以满足整个社会的多方面需求。 参考文献:

[1]宋玉萍.太阳能光伏并网发电系统的研究与应用[D].华北电力大学(北京),2011. [2]余曙光,林强,张会欣,张帆.太阳能光伏并网电站监控系统的应用[J].中国交通信息化,2015(03):117-118.