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太阳能如何储存电力?

178 2024-02-28 13:27

一、太阳能如何储存电力?

通过光伏效应,将光能转化为其他形式的能量,有可以储电的太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。

这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。原理:太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结内建电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能发电有两种方式,一种是光-热-电转换方式,另一种是光-电直接转换方式。(1) 光-热-电转换方式(槽式热发电)通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。

前一个过程是光-热转换过程;后一个过程是热-电转换过程,与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍。

(2) 光-电直接转换方式该方式是利用光伏效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光-电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。

当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染。光伏发电系统是由太阳能电池方阵,蓄电池组,充放电控制器,逆变器,交流配电柜,太阳跟踪控制系统等设备组成。光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统及分布式光伏发电系统。

二、电力是否可以储存?

电力能储存。

所谓能源存储,主要是指将电能通过一定的技术转化为化学能、势能、动能、电磁能等形态,使转化后能量具有空间上可转移(不依赖电网的传输)或时间上可转移或质量可控制的特点。

可以在适当的时间、地点以适合用电需求的方式(功率、电压、交流或直流)释放,为电力系统、用电设施及设备长期或临时供电,如电池储能、飞轮储能、抽水蓄能、压缩空气储能等等。

三、太阳能储存原理?

采用机械办法,通过被压缩的空气来储能。太阳能可以用来压缩在地下水库(例如含水层、盐岩洞)中的空气,而当空气被解压就可释放出约0.5MJ/kg的能量。

(2) 水电泵浦系统。太阳能可以用来在山顶水库中泵浦和储存水,而当水流回到山下时,它释放出约0.001MJ/kg的能量。诺塞拉说,用此方法的能量密度太低,因此,水电泵浦不能真正的实用。

(3) 电池。电池的能量产率范围从锂电池的0.54~0.72MJ/kg到镍镉电池的0.14~0.22MJ/kg和铅电池的0.14~0.17MJ/kg。这是不使它们比现在电池更重时所可以达到的能量密度。诺塞拉的意见是,尽管由于电池储存的能量可以迅速地被提取,因而对于输运是好的,但它们并不是长期、非网储存的很好选择。、 (4) 电容器。尽管电容器可以储能,但它们的产率仅约0.01MJ/kg(超级电容器,supercapacitors)到0.0206MJ/kg(超级电容器,ultracapacitors)

四、太阳能储存设备?

存储设备有好几种因为太阳能的储存方式有很多种,常见的是用锂电池进行存储。

一种是太阳能可以加热水,把热水储存袋一个保温罐里,再有就是太阳能发电,他把他发的电能储存在电池里,利润储存的蓄电池大改变成所需要的鸭进行使用,他们存在的问题也有利用太阳能加热水,如果是连续阴天刮风,他的效果就明显下降,再有太阳能发电,他需要逆变器改变电压,不能直接使用。

五、目前最好的电力储存技术?

有蓄电与蓄能两种技术:

蓄电技术是利用电荷存储原理储存电能,常见是大家都熟知的蓄电池技术,新技术是超级电容储存技术,但这个方法原理是电荷存储只能储存直流电电量;因传统发电厂都是交流电发电机组,储存和再生都需逆变设备且存在较高中间转换损耗,再有储存功率容量有限不适合大中型电站,只适合太阳能、风能、海浪能发电储能。

蓄能技术是用能量可逆转换方法储存电能,目前最成熟的是水力蓄能,利用水库抽水蓄水进行电-水-电转换能量,因水库蓄水式水力发电技术非常成熟、可逆性强、容量大、维护容易是世界普遍采用的蓄能技术,其它机械能、化学能容量制约和成本、环境保护等难以推广。

中国在广州的抽水蓄能电站总装机容量240万千瓦,装备8台30万千瓦具有水泵和发电双向调节能力的机组,调补用电峰谷,其中一期工程4台30万千瓦机组于1994年3月全部建成发电;二期工程1998年12月第一台机组并网运行,在2000年已全部投产。除机电设备进口外,电站的设计、施工都是我国自行完成的,它标志着我国大型抽水蓄能电站的设计施工水平已跨入国际先进行列。

六、动力转化为电力如何储存?

目前为止,电能的存储代价是比较高的,所以国家才会有分时段用电优惠的政策,因为如果有些时段电用的少,就浪费在线路传输上了。

最常见的电能存储是用蓄电池,把电能转化成化学能存储,但成本和规模受到限制。

许多水力发电站,会采取用电量低的时候用电把水回抽,也就是把电能转化成势能存储。

七、太阳能水储存方法?

1、太阳以的热水出水管接到电热水器的进水管,电热水器出水管再分到各使用点。同时电热器进出阀之前分一个三通,与出水管之间加一个控制旁路阀和连接管。

2、平时使用关掉旁路阀,太阳能用水时有一段水管里水温度不高,当电热器显示温度不够42度(这个加热温度根据实际情况可调节一下)时,启动电加热,水热后再使用。这样避免每次空放掉很多水。

3、当太阳能热水来后,电热水器显示超过42度时,设定会自动停电加热,直接用太阳能热水,避免用电浪费。

4、当太阳很猛时,水温很高时,我会提前放一些水到电热水箱储存起来,这样,即可直接有热水用,也能储存更多的热水。

5、冬天或可以预见基本无太阳时,就在用水前提前2~3小时打开电热水器,将水温烧到70~80度以上,再用热水,这时的太阳能可视作为一段水管而已。

6、当太阳能有热水,急用热水时,打开旁路阀,关掉电热器进水阀,如正常太阳能一样放掉管路里冷水后,直接用太阳能热水。

7、太阳能最后要有自动上水装置,保持可持续供水

八、太阳能怎么储存电量?

1.埋在路灯杆下;在路灯杆旁边挖个坑,把蓄电池密封好后埋起来。路灯杆下、地表面;将蓄电池装在盒子里密封好,放在地表面、灯杆旁边。

2.路灯杆上,将蓄电池用盒子装起来,安装在路灯杆的半腰上。太阳能电池板下方;将蓄电池用盒子装起来,放在电池板的正下方;

3.一般都是将蓄电池埋在路灯杆下,所以我们在地面很少见到蓄电池。

九、太阳能能储存吗?

可以,可以通过储热装置把太阳能储存起来, 在太阳能不足时 再释放出来, 以满足生产和生活用能连续和稳定供应的需要。 

几乎所有用于采暖、 供应热水、 生产过程用热等的太阳能热利用装置都需要储存热能。

国内外研究太阳能的储存方法主要有两大类: 第一类是将太阳能直接储存,即太阳能热储存,主要 分为三种类型:显热储存、相变储存和化学反应储存;第二类是把太阳能先转换成其他能量 形式, 然后再储存, 如先转变为电能和机械能。

十、太阳能怎么储存能量?

地面上接受到的太阳能受气候、昼夜、季节的影响,具有间断性和不稳定性。如果可以把太阳能储存起来,就像水库把水积蓄起来发电一样,将是一个很不错的办法。因此,对于大规模利用太阳能的人来说把分散的太阳能储存起来变得很重要。太阳能可以直接储存,但是储存的能量有限。如果想有效储存太阳能,必须把太阳能转换成其他形式储存。目前由于技术所限,大容量、长时间、经济地储存太阳能还比较困难。实际上,储存太阳能的道理比较简单,比如我们在日常生活当中,用暖水瓶来保存热水,就是一种对热量的储存。目前,储存太阳能的方法主要有以下几种。

一、直接储存太阳能

我国东北地区有一种暖墙,用土坯、砖或混凝土砌成,墙里面中空,墙的下面是火炉。在寒冷的冬天,点燃火炉,火炉的烟经过暖墙排到室外,暖墙被加热之后,热量储存在暖墙里,需要十几个小时之后才会变凉。这样白天烧火炉,解决了夜间取暖问题。北方地区的火炕,也起到储存热量的作用。同样道理,利用蓄热材料也可实现太阳能的直接储存。太阳能的直接储存分为短期储存和长期储存两类。短期储存可以把太阳能储存几个小时或者几天;长期储存可以把太阳能储存几个月之久。例如太阳房的砂石,就可以起到短期储存太阳能的作用,夜间使用的能量就是白天吸收太阳辐射能量,用于。

太阳池对太阳能的储存就属于长期储存。太阳池是一种具有一定盐浓度梯度的盐水池,能用于采集和储存太阳能。太阳光照射到太阳池的底部,太阳池底部的高浓度盐水吸收太阳光的热量之后,因为含盐的水密度大,不会和上面的水发生对流,这样高温的水始终保存在水池的底部。另外,水池上部的清水像一层厚厚的玻璃,把水池底部的长波辐射阻挡回去,使水池的热量不会流失。这样,太阳能就可以在太阳池中被长期储存了。

在实际应用中,水、沙、石子、土壤等都可作为储能材料,但储能有限。其中水的比热容最大,应用较多。在太阳能低温储存中常用含结晶水的盐类储能,就是应用这个原理制造的太阳池。但在使用中要解决过冷和分层问题,以保证工作温度和使用寿命。太阳能中温储存温度一般在100℃以上、500℃以下,一般在300℃左右。可以作为中温储存的材料有高压热水、有机流体、共晶盐等。太阳能高温储存温度一般在500℃以上,目前正在试验的材料有金属钠、熔融盐等。1000℃以上极高温储存,可以采用氧化铝和氧化锗耐火球。

二、转化为电能储存

把太阳能转变为其他的能是比直接储存更先进的办法,这也是目前比较常见的做法。比如利用太阳能发电,把发出的电输入蓄电池进行储存。常用的是蓄电池,正在研究开发的是超导储能。世界上铅酸蓄电池的发明已有100多年的历史,它利用化学能和电能的可逆转换实现充电和放电。铅酸蓄电池价格较低,但使用寿命短,重量大,需要经常维护。

近来开发成功少维护、免维护的铅酸蓄电池,使其性能有一定提高。目前,与光伏发电系统配套的储能装置大部分为铅酸蓄电池。镍—铜、镍—铁碱性蓄电池使用维护方便,寿命长,重量轻,但价格较贵,一般在储能量小的情况下使用。现有的蓄电池储能密度较低,难以满足大容量、长时间储存电能的要求。最新开发的蓄电池还有银锌电池、钾电池、钠硫电池等。某些金属或合金在极低温度下成为超导体,理论上电能可以在一个超导无电阻的线圈内储存无限长的时间。这种超导储能不经过任何其他能量转换直接储存电能,效率高,启动迅速,可以安装在任何地点,尤其是在消费中心附近,不产生任何污染,但目前超导储能在技术上还不是很成熟,需要继续研究开发。

此外,也可以利用太阳能提水储能,白天利用太阳能把水从低处提到高处的蓄水池中,夜里从蓄水池放水,利用水的落差进行发电,就实现太阳能储存了。

三、太阳能的化学储存

利用化学反应物吸收太阳热量,然后再通过化学反应放出热量,也是一种很好的办法。这种储能方式有不少优点,比如储热量大,体积小,重量轻,化学反应产物可分离储存,需要时才发生放热反应,储存时间长等。化学储能的要求比较严格,真正能用于储热的化学反应必须满足以下条件:反应可逆性好,无副反应;反应迅速;反应生成物易分离且能稳定储存;反应物和生成物无毒、无腐蚀、无可燃性;反应放热量大,反应物价格较低等。对化学反应储存热能尚需进行深入研究,一时难以实用。

四、转化为氢能储存

储存太阳能除了以上办法之外,还有一个好办法就是把太阳能转化为氢能储存起来。氢能是一种高品位能源。太阳能可以通过分解水或其他途径转换为氢能,氢可以大量、长时间储存。它能以各种形态或化合物(如氨、甲醇等)形式储存。气相储存储氢量少时,可以采用常压湿式气柜、高压容器储存;大量储存时,可以储存在地下储仓、由不漏水土层覆盖的含水层、盐穴和人工洞穴内。液相储存具有较高的单位体积储氢量,但蒸发损失大。将氢气转化为液氢需要进行氢的纯化和压缩,正氢—仲氢转化,最后进行液化。固相储氢是利用金属氢化物固相储氢,储氢密度较高,安全性好。目前,一般能满足固相储氢要求的材料主要是稀土系合金和钛系合金。金属氢化物储氢技术研究已有30余年历史,取得了不少成果,但仍有许多问题有待研究解决。我国对金属氢化物储氢技术进行了多年研究,取得一些成果,目前研究开发工作正在深入。

五、转化为机械能储存

太阳能转换为热能,推动热机压缩空气,能够储存太阳能。飞轮储能是机械能储存中最受人关注的。20世纪50年代,就有利用高速旋转的飞轮储能的设想,但一直没有突破性进展。近年来,由于高强度碳纤维和玻璃纤维的出现,以及电磁悬浮、超导磁浮技术的发展,使飞轮转速大大提高,增加了单位质量的动能储存量。

六、塑晶储存

美国在1984年推出一种塑晶家庭取暖材料。塑晶学名新戊二醇,它和液晶相似,有晶体的三维周期性,但力学性质像塑料。它能在恒定温度下储热和放热,塑晶在恒温44℃时,白天吸收太阳能而储存热能,晚上则放出白天储存的热能。目前我国对塑晶也进行了一些实验研究,但一直还没实际应用。

七、太阳能-生物质能转换

光合作用是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素,在可见光的照射下,将二氧化碳和水转化为有机物,并释放出氧气的生化过程。通过植物叶片的光合作用,太阳能把二氧化碳和水合成有机物,并释放出氧气。地球上最大规模转换太阳能的过程就是光合作用了。我们现在大量应用的石油、煤炭都是远古光合作用固定的太阳能。虽然光合作用对太阳能的转换率很低,但是可以通过利用荒山荒地种植能源作物来间接扩大对太阳能的转换。

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