太陽能光伏應用中儲能系統的應用分析

呂文昭

摘 要：在經濟的高速發展中，能源問題備受關注，面臨短缺的問題。因此，為了實現對這一問題的緩解與解決，需要積極進行新能源的開發工作，尤其是將重點放在可再生能源的開發領域。太陽能光伏的選擇和應用在這一問題的應對方面極具價值。太陽能光伏在發生能量轉化的過程中，很容易出現能量損失現象，因此，要重視儲能系統的選擇，降低能量損耗量。在儲能系統的應用和支持下，能夠保障能量供應的連續性。本文全面分析了太陽能光伏儲能系統的主要特征，介紹了其工作的主要原理，同時，探討了影響蓄電池使用周期的主要因素，展現了幾種常見的儲能系統。

關鍵詞：太陽能光伏；儲能系統；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.082

0 前言

對于太陽能自身而言，其發電產生的電源具有一定的間斷性，很難突破時間的限制，實現全天候發電，因此，不能滿足對負荷的連續性需求。為了更好地滿足社會生活的需要，需要借助儲能系統和設備，達到連續供應的狀態。比較常見的儲能系統分為三類，即超導線圈、飛輪以及電化學電池。因此，要對其進行系統分析，以便更好地認識儲能系統的價值。

1 對儲能系統在太陽能光伏應用中的概述

1.1 對蓄電池儲能的介紹

在電化學領域中，蓄電池是主要代表，實現能量向直流電能的轉化。這種能量主要獲取途徑是氧化還原。借助轉化獲取的支流電源會供應給負荷進行使用。目前，電化學介質主要包含幾種類型，如鉛酸、鋰離子、金屬氫化物鎳等，其中，效果比較好、應用比較多的是鉛酸蓄電池。

1.2 對飛輪儲能的介紹

在儲能系統中，飛輪比較新，優越性較為突出，其經濟性較強，滿足綠色和高效的需求，安全性和可靠性顯著。其能量的補給主要通過風能、過剩的電能以及太陽能中獲取，凸顯機電儲能的特征，應用十分廣泛。其中，雙程飛輪具有較高的轉化率，尤其是處于高峰值的狀態的時候，功率容量十分巨大，同時，功率管理相對簡單，便于操作。在電壓和電流給定的背景下，能夠進行較為靈活的設計，因此，具有較好的發展前景，市場潛力巨大。因此，儲能系統受到社會諸多方面的關注。

1.3 對超導磁場儲能的介紹

對于超導磁場，主要是指立足磁場，將超導體圓環置于其中，對其進行降溫處理，直到降到臨界的溫度以下，清除磁場。鑒于電磁自身的感應性，圓環內部會出現感生電流。為了實現電流的持續性供應，需要保障溫度處于臨界點以下。借助超導磁場獲取的電流儲能效果能夠滿足十幾年的需求，因此，這種儲能系統優勢明顯，能夠在短時間完成充電并提供較高的功率，因此，在整個工業領域應用較為廣泛。

2 全面分析太陽能光伏應用中的儲能系統

對于電源的儲能問題，備受世界各國的關注，重視建立電池儲能系統。在我國，鉛酸蓄電池產量較大，在技術方面處于領先地位，在國際上也占有重要地位。在我國，典型的大型儲電站在河北省，其主要目的是實現對風電出力的跟蹤，有效提升電能的直流，提升電能供給的可靠性。

2.1 對飛輪儲能應用的介紹

飛輪儲能技術受到高度重視，很多機構希望將這一技術引入到風力發電領域，積極進行儲能系統的研發，目的是實現與電場的配合進行發電，能夠實現對當地電網系統的有效調頻，有效改善電能質量。在整個調頻過程中，飛輪儲能設備優點突出，首先，具有較快的響應速度，立足相同容量環境，與水電和水電調頻資源相比較，借助飛輪進行調頻能夠提升效益，甚至達到兩倍的效果。其次，實現對能源的有效節約。飛輪調頻電站在建成之后，能夠滿足火電站全負荷運轉，大大提升能源的利用率。另外，也不需要對電網容量進行增加處理，有效提升了發電量峰值。在這一系統的應用下，整個電網容量升級的時間被延遲，有效節省審批新電場建設的時間，是真正意義上的節約。再次，滿足環保無污染的需求。飛輪儲能技術省去了燃料的耗費，因此，不會產生有害氣體。其轉子主要是由較輕但是強度較高復合材料構成，借助樹脂實現對玻璃纖維和石墨的結合。懸浮的轉子主要處于電磁鐵和永磁鐵組合的架子上，同時，為了有效降低摩擦損耗，可以在真空環境中將電機的轉子和飛輪進行密封處理。

2.2 對超級電容儲能應用的介紹

目前，許多國家都積極開展超級電容儲能研究。作為大功率的二次電源，其具有較為廣泛的應用領域。首先，發揮電車電源的作用。超級電容器的特征是高功率的密度，能夠滿足電車在加速、啟動等對功率的高要求，同時，也可以充當混合電動車的啟動電源。借助蓄電池與超級電容器的并聯，能夠有效減少蓄電池自身重量和大小，延長起使用周期。其次，電子電源的應用。超級電容器能夠應用在衛星上。混合型電源是衛星普遍使用的電源，也就是將電池與太陽能進行組合。在完成安裝之后，實現對衛星通信能力的改善。另外，這種超級電容器能夠滿足電動工具快速充電方面的需求，也可以發揮在醫療中急救電源的功能。這種電源不需要進行充放電方面的維護。再次，電力系統中的應用。對于變電站以及開關站而言，其主要應用的是電磁開關結構，直流電源的控制需要借助分合閘完成。但是，電容儲能式所裝的電解電容可靠性不高，容量不大。超級電容器能夠實現對分閘能量的有效供應，也發揮了傳統分合閘裝置的自身優勢。超級電容器能夠在電流較小的環境中完成充分操作，也就是說，光伏電池能夠實現對超級電容器的充電功能，有效提高光伏發電的有效性。

3 結束語

綜上，在對太陽能光伏應用中儲能系統的全面分析中可以發現，儲能系統自身優勢較多，滿足能源的高密度需求，同時，有效降低成本，達到較高效率的能量轉化。鑒于單獨儲能系統的自身局限性，面對復雜的需求，要護照結合實際，發揮不同儲能系統的優勢，靈活使用，更大程度地發揮太陽能光伏應用中儲能系統的作用，以滿足整個社會的多方面需求。

參考文獻：

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