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储能是新能源发展的基石
来源: | 作者:玖开电缆 | 发布时间: 2024-06-08 | 16 次浏览 | 分享到:

什么是储能?

储能,从字面上理解,储能即能量的存储,是指通过介质或者设备,把能量存储起来,基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的能量循环转化与利用过程。

举个例子:在日常生活中,我们使用移动智能设备的过程中,经常会遇到设备电量低,但因环境限制无法为移动智能设备充电的场景。此时,充电宝通过提前存储的电能,就可以为移动智能设备提供临时的电力支持,帮助我们应对各种充电困难的场景。

在上述案例中,充电宝,通过提前存储的电能帮我们打破了电能在时间和空间上的限制,解决了电能供需匹配的问题。

回到供电系统中,储能是指电能的存储,指利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来,并在需要时以电能形式释放的一系列技术和措施。

储能系统就像一个 " 大型的充电宝 ",它可以分别应用在电源侧、电网侧、用电侧,通过储存电能优化电能的输入与输出,提高新能源的利用率,解决新能源电能与传统电能共存的冲突,提高电网的稳定性与灵活性。

为什么需要储能系统?

1. 提高新能源发电稳定性与能源利用效率

2020 年,中国在联合国会议中提出了碳达峰和碳中和的双碳目标,承诺在 2030 年前实现二氧化碳排放达到峰值,并努力争取尽早实现碳中和,即减少二氧化碳排放至几乎零的状态。为实现上述目标,推动能源结构转型和提高能源利用效率是必要的路径,其中能源结构转型策略的核心是,降低对传统化石能源的依赖,减少煤炭等高碳能源的使用,加快太阳能、风能、水能等可再生能源的利用发展和利用。

在政策的驱动,太阳能、风能发电在新能源电站、工商业、户用等场景快速发展,然而,太阳能、风能发电其自身具有间接性、波动性和随机性的特点,即它们产生的电能受到天气条件、太阳温度和光照时间等因素的影响,无法持续稳定地提供电能。

例如:太阳能、光伏发电在依赖太阳光照射下将光能转化为电能,但其产能受到季节、天气、时间条件的限制,阴天、夜晚或其他遮挡因素都会影响太阳能发电的产能,表现出间接性和波动性。

因此,为了解决新能源发电的问题与提高能源的利用效率,通过在新能源发电的产与供环节中,增加储能系统可以将多余的再生能源电能储存起来,在需要时释放,以平衡供需差异和稳定能源输出,实现对再生能源发电的调峰填谷,提高能源利用效率,并确保持续供电。

2. 解决新能源电能与传统电能共存的冲突

在传统的供电系统中,电能的来源时相对单一、集中的,电力系统根据用电需求实时进行电能的生产和供应。

具体来说,电力系统中的发电厂(如火电厂、核电厂等)会通过发电机将机械能转化为电能,并将其输入到输电网中,输电网将电能以高电压进行传输,以减少能量损耗。然后,通过变电站将高压电能转变为适合不同用户使用的低压电能,并通过配电网将其输送给终端用户。用户在需要用电时,通过插座或开关等装置将电能提取出来,供各种电气设备使用。

在上述 " 即发即用 " 电能供应下,电能供应来源单一,电力系统需要在瞬时间完成产与供,发电机组通常以额定功率运行,以满足电网中用户安全、可靠、连续的用电需求,电力系统的运营效率主要依赖于实时的供需情况,如无法准确预测用户的电力需求,或者用户的需求突然出现大的波动,可能会导致电力供应不足或者浪费电力资源的情况。

由于新能源电能其自身具备间接性、波动性和随机性的特点,当常规的火电、核电等提供的电能与新能源电能同时输入电网时,传统供电系统则会面临稳定性、灵活性、电网规划运营、供需调度、交易机制、安全等方面的挑战,例如:传统的供电系统则会面临优先使用什么类型的电能?供大于求时,怎么办?

因此,通过在供电系统的中的电源侧、电网侧增加储能系统,不仅可以在新能源大发或者用电低谷时充电,新能源出力小或者用电高峰时放电,还可以平滑不稳定的新能源发电、助力其开发消纳,配合常规火电、核电等电源提供调峰调频等服务,提高电力系统的灵活性与稳定性。

举个例子:当某个地区电能供应来源主要为火力发电和光伏发电,在中午高温时刻,用电侧用电需求大,当火力生产的电能现已经能满足供电需求,此时如果同时将光伏发电输入电网,则可能会导致电网电压下降和频率不稳定等问题,进而影响电网的稳定性。

为解决这个冲突,通过增加储能系统,可以在光伏发电量超过电网负荷时,将光伏发电量先通过储能系统存储起来,并在需要时将其释放出来供电网使用,实现光伏发电的平滑接入电网,同时提高电网的可靠性和供电质量。

3. 小结

在分布式新能源、微电网、新型电力系统的快速发展背景下,储能技术在促进能源生产消费、开放共享、灵活交易、协同发展、推动能源革命和能源新业态发展等方面发挥着至关重要的作用。它不仅可以解决风能、太阳能等新能源发电过程中简接性、波动性、随机性等问题,还是构建新型电力系统、建设新型能源体系、促进能源转型和高质量发展的重要技术与基础装备。

储能的本质就是一个 " 巨型充电宝 ",其在发电侧、电网侧、用户侧等场景的应用,起到平衡供需、优化电网运行、节省用电成本、应急备用等关键作用。

能量储存的过程需要通过特定的介质来实现。例如,在我们日常生活中使用的电池,就是通过内部电解质的化学反应将电能储存为化学能,从而实现能量的储存和转换。


  
   
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