新能源發(fā)電的儲能技術(shù)

5 超級電容器儲能

超級電容器(super capacitor)，又叫雙電層電容器(Electrical Doule Layer Capacitor)、黃金電容、法拉電容，通過極化電解質(zhì)來儲能。它是一種電化學元件，但在其儲能的過程并不發(fā)生化學反應，這種儲能過程是可逆的，也正因此超級電容器可以反復充放電數(shù)十萬次。超級電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個無反應活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質(zhì)中的負離子，負極板吸引正離子，實際上形成兩個容性存儲層，被分離開的正離子在負極板附近，負離子在正極板附近。

超級電容器是建立在德國物理學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)會出現(xiàn)符號間產(chǎn)生電位差。那么，如果在電解液中同時插入兩個電極，并在其間施加一個小于電解質(zhì)溶液分解電壓的電壓，這時電解液中的正、負離子在電場的作用下會迅速向兩極運動，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)在電場作用下產(chǎn)生的極化電荷相似，從而產(chǎn)生電容相反的過剩電荷，從而使相效應，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)難點在于耐壓能力仍然不夠高，雖然說比起常規(guī)電容器，超級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，我們知道電容器儲存的能量E = CV2/2。如果能解決耐壓能力這一技術(shù)難點，超級電容器的容量將大大提高。文獻[4]闡述了超級電容器的原理、分類和性能特點，并講述了其在電力系統(tǒng)和在其它方面的應用。目前超級電容器用在小電器上比較多，如用作電動玩具等小運動器件的電源，或用作計算機等耗電量比較小的器件的后備電源。

6 氫儲能

氫儲能在電力供過于求的時候采用電解水的方式獲得氫，然后低溫液態(tài)存儲起來，在需要的時候通過燃燒產(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，其運輸、存儲、轉(zhuǎn)化過程的成本也都較化石能源高。有人提出利用太陽能，風能和水能發(fā)電電解水，真正實現(xiàn)新能源產(chǎn)生新能源，并達到儲存能量效果，真正實現(xiàn)“清潔能源的可持續(xù)利用”。

7 結(jié)束語

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

參考文獻

[1] 周雙喜，吳畏，吳俊玲，安寧，超導儲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. 飛輪儲能技術(shù)及其在配電網(wǎng)中的應用[J].電世界，2006，47(11)：10～11.

[3] 張建成，陳志業(yè). 飛輪儲能系統(tǒng)及其運行控制技術(shù)研究[J].中國電機工程學報，2003，23(3)：108～111.

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

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