儲能系統(tǒng)分類有哪些？各種儲能系統(tǒng)的優(yōu)缺點分析

儲能系統(tǒng)包括能量和物質(zhì)的輸入和輸出、能量的轉(zhuǎn)換和儲存設備。儲能系統(tǒng)往往涉及多種能量、多種設備、多種物質(zhì)、多個過程，是隨時間變化的復雜能量系統(tǒng)，需要多項指標來描述它的性能。那么，儲能系統(tǒng)有哪些分類？各種系統(tǒng)的優(yōu)缺點有哪些？下面就來了解下這些儲能系統(tǒng)的優(yōu)缺點。

一、儲能系統(tǒng)的分類有哪些？

在對儲能過程進行分析時，為了確定研究對象而劃出的部分物體或空間范圍，稱為儲能系統(tǒng)。目前現(xiàn)有的儲能系統(tǒng)主要分為五類機械儲能、電氣儲能、電化學儲能、熱儲能和化學儲能。

二、各種儲能系統(tǒng)的優(yōu)缺點

1、機械儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等。

（1）抽水蓄能是將電網(wǎng)低谷時利用過剩電力作為液態(tài)能量媒體的水從地勢低的水庫抽到地勢高的水庫，電網(wǎng)峰荷時高地勢水庫中的水回流到下水庫推動水輪機發(fā)電機發(fā)電，效率一般為75%左右，俗稱進4出3，具有日調(diào)節(jié)能力，用于調(diào)峰和備用。不足之處選址困難，極其依賴地勢；投資周期較大，損耗較高，包括抽蓄損耗+線路損耗。

（2）壓縮空氣儲能是利用電力系統(tǒng)負荷低谷時的剩余電量，由電動機帶動空氣壓縮機，將空氣壓入作為儲氣室的密閉大容量地下洞穴，當系統(tǒng)發(fā)電量不足時，將壓縮空氣經(jīng)換熱器與油或天然氣混合燃燒，導入燃氣輪機作功發(fā)電。壓縮空氣儲也有調(diào)峰功能，適合用于大規(guī)模風場，因為風能產(chǎn)生的機械功可以直接驅(qū)動壓縮機旋轉(zhuǎn)，減少了中間轉(zhuǎn)換成電的環(huán)節(jié)，從而提高效率。不足之處效率較低。

（3）飛輪儲能是利用高速旋轉(zhuǎn)的飛輪將能量以動能的形式儲存起來。需要能量時，飛輪減速運行，將存儲的能量釋放出來。不足之處能量密度不夠高、自放電率高，如停止充電，能量在幾到幾十個小時內(nèi)就會自行耗盡。

2、電氣儲能主要包括包括超級電容器儲能、超導儲能。

（1）超級電容器儲能是用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的電容量。充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保。不足之處和電池相比，其能量密度導致同等重量下儲能量相對較低，直接導致的就是續(xù)航能力差，依賴于新材料的誕生，比如石墨烯。

（2）超導儲能是利用超導體的電阻為零特性制成的儲存電能的裝置。超導儲能系統(tǒng)大致包括超導線圈、低溫系統(tǒng)、功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)4大部分。不足之處超導儲能的成本很高（材料和低溫制冷系統(tǒng)），使得它的應用受到很大限制?？煽啃院徒?jīng)濟性的制約，商業(yè)化應用還比較遠。

3、電化學儲能主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池等。

（1）鉛酸電池是一種電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄電池。應用廣泛，循環(huán)壽命可達1000次左右，效率能達到80%-90%，性價比高；不足之處如果深度、快速大功率放電時，可用容量會下降。

（2）鋰離子電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。循環(huán)次數(shù)可達5000次或更多，響應快速，是電池中能量最高的實用性電池；不足之處存在價格高（4元/wh）、過充導致發(fā)熱、燃燒等安全性問題，需要進行充電保護。

（3）鈉硫電池是一種以金屬鈉為負極、硫為正極、陶瓷管為電解質(zhì)隔膜的二次電池。循環(huán)周期可達到4500次，放電時間6-7小時，周期往返效率75%，能量密度高，響應時間快。不足之處因為使用液態(tài)鈉，運行于高溫下，容易燃燒。

（4）液流電池利用正負極電解液分開，各自循環(huán)的一種高性能蓄電池?？梢詢Υ骈L達數(shù)小時至數(shù)天的能量，容量可達MW級；不足之處電池體積太大；電池對環(huán)境溫度要求太高；價格貴、系統(tǒng)復雜。

4、熱儲能

熱儲能系統(tǒng)中，熱能被儲存在隔熱容器的媒介中，需要的時候轉(zhuǎn)化回電能，也可直接利用而不再轉(zhuǎn)化回電能。熱儲能又分為顯熱儲能和潛熱儲能。熱儲能儲存的熱量可以很大，所以可利用在可再生能源發(fā)電上。不足之處熱儲能要各種高溫化學熱工質(zhì)，用用場合比較受限。

5、化學類儲能

利用氫或合成天然氣作為二次能源的載體，利用多余的電制氫，可以直接用氫作為能量的載體，也可以將其與二氧化碳反應成為合成天然氣（甲烷），氫或者合成天然氣除了可用于發(fā)電外，還有其他利用方式如交通等。不足之處全周期效率較低，制氫效率僅40%，合成天然氣的效率不到35%