由储能元件组成的储能装置和由电力电子器件组成的电网接入装置成为储能系统的两大部分。储能装置主要实现能量的储存、释放或快速功率交换。电网接入装置实现储能装置与电网之间的能量双向传递与转换,实现电力调峰、能源优化、提高供电可靠性和电力系统稳定性等功能。
能量储存方式,储能可分为物理储能、化学储能、电磁储能三类,其中物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等,化学储能主要包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池等,电磁储能主要包括超级电容器储能、超导储能。
电池储能
大功率场合一般采用铅酸蓄电池,主要用于应急电源、电瓶车、电厂富余能量的储存。小功率场合也可以采用可反复充电的干电池:如镍氢电池,锂离子电池等。
全钒液流电池,是一种通过钒离子价态变化,实现化学能到电能的往复转换,从而将风力或太阳能所产生力存储与释放的大型储能电池,业内形象地称之为“电力银行”。美国、日本等发达国家用于电站调峰和风力储能的钒电池产业发展迅速,技术已经基本成熟。相比锂电池,全钒液流电池最大的好处是不燃烧,不爆炸。
电感器储能
电感器本身就是一个储能原件,其储存的电能与自身的电感和流过它本身的电流的平方成正比:E = L*I*I/2。由于电感在常温下具有电阻,电阻要消耗能量,所以很多储蓄技术采用超导体。电感储能还不成熟,但也有应用的例子见报。
电容器储能
电容器也是一种储能原件,其储存的电能与自身的电容和端电压的平方成正比: E = C*U*U/2。电容储能容易保持,不需要超导体。电容储能还有很重要的一点就是能够提供瞬间大功率,非常适合于激光器,闪光灯等应用场合。
超级电容器,也称电化学电容器,是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置,其结构和电池的结构类似,主要包括双电极、电解质、集流体和隔离物四个部分,具有功率密度高、循环寿命长、低温性能好、安全、可靠和环境友好等优点。但由于电介质耐压低,存在漏电流,储存能量和保持时间受到限制。目前,超级电容器主要是基于多孔炭电极/电解液界面的双电层电容,或金属氧化物或导电聚合物产生的准电容来实现能量的储存。