适用于分布式发电的储能技术比较(2)

2.2 液流电池

液流电池优点：电池的功率和储能容量可以独立设 计，电池系统组装设计灵活;电池系统可高功率输出;电 池系统易于维护，安全稳定;环境友好;可超深度放电 (100%)而不引起电池的不可逆损伤;响应速度快。缺 点是：需要额外的动力电源维持电池的正常运行，降低了 其整体的能量效率;电解液易泄露，需事故预防;液流电 池的造价较高，与铁锂电池相比性价比差。

液流电池最早由美国航空航天局(NASA)资助研 发，澳大利亚的Pinnacle VRB Ltd公司及加拿大的VRB Power Systems公司在大型液流电池储能系统(VRBESS)的开发上走在世界前列。我国研究始于20世纪90年 代，中国科学院大连物化所、中国工程物理研究院电子工 程研究所、中国科学院金属研究所和中南大学等先后加入 到VRB的研究中来。2006年，中国科学院大连物化研制 成功10kW级VRB系统，但钒电解液和隔膜的高成本阻碍 其商业化推广。

2.3 镍氢电池

镍氢电池优点：具有较高的容量、结构坚固、充放循 环次数多的特点;镍氢电池是密封免维护电池，不含铅、 铬、汞等有毒物质，正常使用过程中也不会产生任何有害 物质，镍氢电池具有较好的低温放电特性，自放电率很 小，可深度放电，价格相对便宜且普及。缺点是：有记忆 效应，能量密度低，充电速度较慢，原材料制造成本较 高。

1982年美国Ovonic公司申请储氢合金用于电池制造的 专利，1985年荷兰的飞利浦公司突破了储氢合金在充放电 过程中容量衰减的问题，使镍氢电池广泛应用。在美国和 日本，镍氢电池技术主要应用于混合动力汽车领域。日本 松下电池公司是从事电动车用镍氢电池开发的主要代表性 厂家，不但开发了纯电池电动车用的EV型电池组，还开 发了供汽油机—电池混合动力源的HEV用的高功率型镍 氢电池。

在国家863计划的推动下，国内镍氢电池产业得到了 较大的发展，目前单体电池的技术指标与国外的相差不 大，但一致性和循环寿命与国外有一定差距，特别是集成 大规模电池组后各项指标相差较大。北京有色金属总院进 行了电动车用方形镍氢电池的研究试验，共涉及10、44、 80和100Ah四种单体电池，比能量分别为55、58、60、67 Wh/kg。由镍氢电池整合而成的电池电源系统已在国内一 汽、二汽、上海汽车工业集团、上海磁悬浮样车的备用电 源上广泛使用，包括北京2008年奥运会中标企业在内的国 内混合电动车企业大都采用镍氢蓄电池作为电源。目前， 国内已在上海市电力公司建设的100 kW储能试验园区内 建立了100 kW×1.5 h的镍氢电池储能系统，整个系统含 100kW×1.5h镍氢电池、120kVAPCS和专门开发的储能 用监控系统组成。

由于使用大量有色金属镍和稀土元素，镍氢电池制造 成本相对较高，与锂离子电池相比，比能量较低，正逐渐 被锂离子电池所替代。

2.4 锂离子电池

锂离子电池不仅具备高比能量、高比功率、高能量转 换效率等优点，而且兼具长循环寿命。锂离子动力电池是 电动技术产业兴起的关键，现已广泛应用于电动自行车、 电动汽车等领域，成本也在逐年下降，磷酸亚铁锂、钛酸 RURAL ELECTRIFICATION 锂等新材料的开发和应用，大大改善了锂离子电池的安全 性和循环寿命，从而可能将锂离子电池用于更大规模的储 能。目前饱受困扰的则是有

的体系安全性稍差，价格还较高。相对于其他体系锂电池，磷酸亚铁锂电池是最有希望 的储能电池。磷酸亚铁锂材料的单位价格不高，其成本在几种电池材料中是最低的，而且对环境无污染。磷酸亚铁 锂比其他材料的体积要大，成本低，适合大型储能系统。

目前，高功率锂离子电池储能技术日益成熟，逐步取 代镍氢电池在动力车应用的部分市场。美国能源部DOE 和USABC已支持了3代动力锂离子电池的研发。USABC 在2007年2月发布了油电混合动力(PHEV)研究目标， 计划开发高比功率/能量型(比功率为500W/kg，比能量 为56.7Wh/kg)和高比能/功率型(比能量为96.7Wh/kg， 比功率为208.3 W/kg)两类锂离子电池组，两类电池寿 命均要求15年/30万次，同时对价格、高低温性能提出要 求。

3结论

储能技术的不断发展，会促使分布式发电系统更快地 发展。同时，分布式发电与储能技术的结合大大提高了系 统的能源利用率，改善系统的稳定性、可靠性以及经济 性。该文在简单分析了各种可用于分布式发电的各种储能 技术之后，重点对比研究了各种电池储能技术，认为锂离 子电池储能系统是目前最有发展前景、最有应用优势的储 能方式，随着锂离子电池技术的完善和成本下降，锂离子 电池储能系统的应用优势将更为明显。

参考文献

[1] 钱科军，袁越. 分布式发电技术及其对电力系统的影响[J]. 继电器，2007，35(13)：25-29.

[2] Puttgen H.B., MacGregor P.R., Lambert F.C..Distributed generation: semantic hype or the dawn of a new era[J]. IEEE PowerandEnergyMagazine,2003,1(1):22-29.

[3] 程华，徐政. 分布式发电中的储能技术[J]. 高压电器， 2003，39(3)：53-56.