動(dòng)力鋰離子電池在新能源儲(chǔ)能中的應(yīng)用探討

繆江豫

摘 要：新能源儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，全球各地都在為新能源儲(chǔ)能尋求更好地措施。我國的新能源產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)，西部的太陽能、北部的風(fēng)能，這些能量的儲(chǔ)存一直是一個(gè)有待解決的大難題。如果較好地利用這些新能源，人們的生態(tài)環(huán)境將得到大幅度的提高、電網(wǎng)系統(tǒng)也會(huì)變得穩(wěn)定。動(dòng)力鋰離子電池快速的發(fā)展，對(duì)新能源儲(chǔ)能起到了推動(dòng)作用，將太陽能、風(fēng)能這些新能源儲(chǔ)備起來，有助于新能源的合理利用，對(duì)電網(wǎng)的調(diào)峰起到了很好的效果。

關(guān)鍵詞：新能源；鋰電池；儲(chǔ)能；研究；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM912 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）17-0152-02

1 引言

隨著新能源產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，電池的應(yīng)用場(chǎng)合越來越多，例如電動(dòng)汽車，儲(chǔ)能設(shè)備等。目前，可再生能源發(fā)電也在迅速的加大，對(duì)于電能較好地儲(chǔ)存是關(guān)鍵任務(wù)。電動(dòng)汽車的快速發(fā)展在一定程度上帶動(dòng)了新能源儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為新能源發(fā)電、輸電、儲(chǔ)電提供了發(fā)展機(jī)遇。

智能電網(wǎng)的良好發(fā)展是帶動(dòng)新能源儲(chǔ)能的關(guān)鍵，未來的能源主要靠的是新能源市場(chǎng)，其轉(zhuǎn)化能效、可再生程度、儲(chǔ)能方式是新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐。

目前電網(wǎng)的發(fā)展要點(diǎn)在于如何提高可再生能源的被利用能力。

根據(jù)有關(guān)部門的不完全統(tǒng)計(jì)，在2011年，全球范圍內(nèi)，風(fēng)電總裝機(jī)容量增長到兩億千瓦，我國占有四分之一的裝機(jī)容量，由于政策的推薦，國家大力推薦新能源發(fā)電的裝機(jī)容量，預(yù)計(jì)到2020年，全國風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)到一點(diǎn)五億千瓦。光伏發(fā)電的裝機(jī)也在不斷地增加，到2011年底，全球范圍內(nèi)裝機(jī)高達(dá)四千萬千瓦，特別是在非洲和中亞等地區(qū)，而國內(nèi)的光伏發(fā)電的裝機(jī)容量相對(duì)較少，在西部地區(qū)，越有八十萬千瓦，隨著新能源發(fā)展趨勢(shì)的引導(dǎo)，國家將光伏發(fā)電裝機(jī)容量制定在兩千千瓦以滿足人類社會(huì)的需求，從而減少火電的利用。

可再生能源的應(yīng)用，大大增加了對(duì)社會(huì)電能使用的供給。其包括多種形式的發(fā)電方式，最多的還是風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電。但是，這兩種能源的特性非常不穩(wěn)定，具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，也有一定的波動(dòng)性。大量的風(fēng)電和光電接入到電網(wǎng)中，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和穩(wěn)定運(yùn)行造成了很大的影響。

基于以上問題，如果將儲(chǔ)能技術(shù)合理的引入電網(wǎng)中，可以有效的提高電網(wǎng)接納清潔能源的能力，使電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行得到解決。動(dòng)力鋰離子電池在新能源儲(chǔ)能中的應(yīng)用，可以提到儲(chǔ)能的效率，保存更多的電能。儲(chǔ)能鋰離子電池的快速發(fā)展又保證了電網(wǎng)引入大規(guī)模的清潔能源運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2 儲(chǔ)能電池技術(shù)

隨著鋰電池技術(shù)的不斷提高，其技術(shù)不斷趨于成熟，成本總體降低。目前，鋰離子電池的這些優(yōu)點(diǎn)，使其成為市面上較為成熟的儲(chǔ)能方向。在生活中，鋰離子的用處很多，比如各種電子產(chǎn)品，以及發(fā)展迅速的新能源汽車等。鋰離子電池按照不同的使用方式和充放電特性可以分為儲(chǔ)能型的和動(dòng)力型的。能量密度是目前電池行業(yè)較為關(guān)注的問題，其影響了電池的使用條件。

儲(chǔ)能電池技術(shù)可以分解為圖1。

對(duì)鋰電池的評(píng)估主要從五個(gè)方面考慮：功率密度，安全性能、充電時(shí)間、耐環(huán)境的高低溫以及能量密度。前四個(gè)特征比較容易控制，以目前的電池技術(shù)已經(jīng)能達(dá)到。而對(duì)于能量密度的提到一直是電池企業(yè)發(fā)展的難題。為了能客服這一關(guān)鍵因素，新的電池材料、結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)。

3 儲(chǔ)能電池市場(chǎng)格局分布

由不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2017年，我國運(yùn)行項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)分布主要有分布式發(fā)電及微網(wǎng)和可再生能源并網(wǎng)，占有總裝機(jī)容量的百分之八十，除了這兩種主要的能源形式還有電力輸配和調(diào)頻輔助服務(wù)。

隨著電池行業(yè)的迅速發(fā)展，大容量、大能量密度的電池補(bǔ)缺了微電網(wǎng)市場(chǎng)。目前，在我國的電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目中，主要以鋰離子電池、鉛酸蓄電池和液流電池為主，其中，鋰離子電池的使用量占絕大部分，儲(chǔ)能占比如圖2。

隨著國家大力推進(jìn)儲(chǔ)能項(xiàng)目的開發(fā)，多個(gè)項(xiàng)目在國內(nèi)展開實(shí)施。其中包括大型的儲(chǔ)能電站、無電地區(qū)“光伏+儲(chǔ)能”電站、工商業(yè)用戶側(cè)儲(chǔ)能電站等，如表1和表2所示。

4 儲(chǔ)能電池市場(chǎng)發(fā)展前景

儲(chǔ)能電池市場(chǎng)在多個(gè)領(lǐng)域中都將會(huì)用到，主要從以下幾個(gè)方面展開闡述。

（1）可再生能源并網(wǎng)市場(chǎng)：為了使可再生能源并網(wǎng)的時(shí)候，產(chǎn)生更低的電網(wǎng)系統(tǒng)波動(dòng)，需要至少1：10的比例配備儲(chǔ)能系統(tǒng)。可再生能源的載入量會(huì)越來越大，預(yù)計(jì)三年內(nèi)，國內(nèi)的市場(chǎng)將達(dá)到20GWh。（2）電網(wǎng)電力輔助市場(chǎng)：根據(jù)配電網(wǎng)系統(tǒng)中線損的估算，每個(gè)時(shí)間階段的電力輔助儲(chǔ)量可以線性的計(jì)算出來，預(yù)計(jì)到2020年，國內(nèi)的輔助電力市場(chǎng)會(huì)提升到1.5GWh。（3）削峰填谷市場(chǎng)：配電網(wǎng)中的削峰是一個(gè)常見的電網(wǎng)波動(dòng)現(xiàn)象，為了將峰值削去，電池儲(chǔ)能的應(yīng)用可以很好的實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，預(yù)計(jì)到2020年，其市場(chǎng)將增加到1.5GWh。（4）基站備用電源市場(chǎng)：目前，由于無線網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，國內(nèi)基站的投入量很大，基站的電源來源主要是靠儲(chǔ)能電池提供，預(yù)計(jì)五年之后，國內(nèi)的基站儲(chǔ)能量將達(dá)到30.5GWh。

5 結(jié)語

隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)的不斷完善，鋰離子電池在儲(chǔ)能市場(chǎng)上體現(xiàn)出的價(jià)值更大。可再生能源的開發(fā)和利用的規(guī)模也隨著鋰電池的發(fā)展而不斷擴(kuò)大。鋰離子電池在新能源儲(chǔ)能中的應(yīng)用，使電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行更加平穩(wěn)，提高了清潔能源接入電網(wǎng)的可靠性和安全性。隨著國家對(duì)新能源的大力推行，新能源儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)會(huì)加速增大。

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