储能技术发展现状及应用前景分析

为大比例消纳新能源,探索储能技术的发展方向,通过文献调研,综述了当前国内外储能技术的发展现状,并介绍了几种常见储能技术的基本原理、特点与实际应用案例。在此基础上,综合比较各种储能技术的优缺点与面临的挑战,最终分析了该技术或系统未来的发展前景。总体来说,储能技术能增加电网灵活性、改善电力质量、促进新能源消纳,而不同的储能技术也有各自的特点与适用场景,目前有多种储能技术并行发展。抽水蓄能技术成熟、成本较低,是大规模储能系统的中流砥柱,其中,地下抽水蓄能及海洋抽水蓄能的相关研究开拓了抽水蓄能技术的发展潜力。飞轮储能、超导磁储能与超级电容的响应速度快、功率密度高,适合用于支持电能质量,但储能容量较小,且目前材料或系统设备生产成本较高,因此应用相对受限。压缩空气储能的储能效率较低、选址要求高,其中,先进绝热压缩空气储能是目前最主要的新型技术,对环境更为友好,亦可提升系统效率。电化学储能呈现多项技术并行发展的局面,安装灵活、可依应用需求设计储能规模、建设周期相对较短是多数电化学储能的优势。锂离子电池的项目数量居于首位、应用广泛;铅酸电池历史悠久、技术成熟,但不环保、寿命短;液流电池和钠硫电池等新兴电池储能技术则提供了更多选择。储热、储氢技术亦为值得研究探索的领域,扩展了储能技术的应用场景。概括而论,核心技术突破、降低应用成本、保障市场机制以及完善政策制度是左右储能技术发展的关键。

专利视角下中国储能技术研究现状分析

“双碳”目标的实现,离不开可再生能源的大规模装机应用,但可再生能源发电具有间歇性、波动性等特点,先进的储能技术能够平抑新能源波动并提升消纳能力而备受关注。专利作为技术创新的重要信息载体,能够直接反映出储能技术目前的研究热点,以及未来的热点方向和地位。文章主要基于世界知识产权组织门户网站“WIPO IP Portal”,主要分析对象为储能技术专利数量排名世界前8位的国家——美国、中国、法国、英国、俄罗斯、日本、德国、印度;以每个储能技术为主题词,对这8个国家的研究人员或机构发表专利数量情况进行统计。同时,文章基于已授权专利重点梳理了目前中国所有储能技术及其未来发展态势,主要集中在电气式储能、机械式储能、化学式储能、热能式储能和氢能方面的前沿研究方向。总结出中国目前储能技术集中向核心部件或材料、装置、系统等方面攻关,核心目标是降本增效,早日实现大规模商业化应用;如何整合多种储能成一个系统以利用风、光等可再生能源供电、供热,将是未来最关注的焦点。

大惯量高频启停液压回转机构节能驱动技术综述

在许多机械装备中,大惯量高频启停回转机构中存在能量损耗大、资源利用率低及启制动性能差等问题,为此,对回收大惯量高频启停回转机构制动能量的节能驱动技术进行了综述。首先,介绍了传统液压驱动回转机构的工作原理,以及造成能量浪费的原因;然后,从液压式储能、电力式储能、电液式储能和机械式储能出发,分别介绍了国内外关于大惯量高频启停回转机构节能驱动技术的研究成果;最后,分析总结了这4种方式各自的优、缺点。研究结果表明:在现有节能系统中,通过增加相关储能元件来实现能量回收的技术存在一定的问题(比如元件本身存在能量消耗、增加的元件会增加系统复杂度、储能过程中能量转换过程也存在能量损失),因此,减小节能驱动系统中增加的元件数量、改进并提升元件性能、完善不同元件之间的匹配性是节能驱动技术的重点及难点;研制新型高效储能元件、实现大惯量高频启停回转机构节能驱动过程集成化、将智能算法与能量回收技术相结合是节能驱动技术未来的发展趋势。