新能源发电的储能技术(2)

5 超级电容器储能

超级电容器(super capacitor)，又叫双电层电容器(Electrical Doule Layer Capacitor)、黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板，在极板上加电，正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个容性存储层，被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。

超级电容器是建立在德国物理学家亥姆霍兹提出的界面双电层理论基础上的一种全新的电容器。众所周知，插入电解质溶液中的金属电极表面与液面两侧会出现符号间产生电位差。那么，如果在电解液中同时插入两个电极，并在其间施加一个小于电解质溶液分解电压的电压，这时电解液中的正、负离子在电场的作用下会迅速向两极运动，并分别在上下两电极的表面形成紧密的电荷层，即双电层，它所形成的双电层和传统电容器中的电介质在电场作用下产生的极化电荷相似，从而产生电容相反的过剩电荷，从而使相效应，紧密的双电层近似于平板电容器，但是，由于紧密的电荷层间距比普通电容器电荷层间的距离更小得多，因而具有比普通电容器更大的容量。

超级电容器与常规电容器相比，具有更高的介电常数，技术难点在于耐压能力仍然不够高，虽然说比起常规电容器，超级电容器的耐压水平要高很多，但是仍然不够高，目前即使是陶瓷超级电容器的耐压水平最高也只能承受1 kV左右，我们知道电容器储存的能量E = CV2/2。如果能解决耐压能力这一技术难点，超级电容器的容量将大大提高。文献[4]阐述了超级电容器的原理、分类和性能特点，并讲述了其在电力系统和在其它方面的应用。目前超级电容器用在小电器上比较多，如用作电动玩具等小运动器件的电源，或用作计算机等耗电量比较小的器件的后备电源。

6 氢储能

氢储能在电力供过于求的时候采用电解水的方式获得氢，然后低温液态存储起来，在需要的时候通过燃烧产生能量，氢也是燃料电池的主要燃料之一。目前氢能的生产成本是汽油的4～6倍，其运输、存储、转化过程的成本也都较化石能源高。有人提出利用太阳能，风能和水能发电电解水，真正实现新能源产生新能源，并达到储存能量效果，真正实现“清洁能源的可持续利用”。

7 结束语

本文综述了各种储能技术在新能源发电系统中的应用。成本过高是限制它们大量推广应用的瓶颈，因此通过技术革新降低成本将是今后新储能技术的重要研究方向。

参考文献

[1] 周双喜，吴畏，吴俊玲，安宁，超导储能装置用于改善暂态电压稳定性的研究[J]. 电网技术;2004，28(8)：1～5.

[2] 于希娟，袁清芳. 飞轮储能技术及其在配电网中的应用[J].电世界，2006，47(11)：10～11.

[3] 张建成，陈志业. 飞轮储能系统及其运行控制技术研究[J].中国电机工程学报，2003，23(3)：108～111.

[4] 张步涵，王云玲，曾杰. 超级电容器储能技术及其应用[J].水电能源科学，2006，24(5)：50～52.