储能技术的性能比较和应用选择

储能技术种类繁多，他们的特点各异。实际应用时，要根据各种储能技术的特点以及对优缺点进行综合比较来选择适当的技术。供选择的主要特征包括：①能量密度 （kWh or MWh）；②功率密度 （kW or MW）；③响应时间（-ms， -s， -minute）；④储能效率 （充放电效率）；⑤设备寿命 （年）或充放电次数；⑥技术成熟度；⑦经济因素 （投资成本、运行和维护费用）；⑧安全和环境方面的考虑。

在实际工程项目中，要根据储能技术的上述特征，应用的目的和需求，来选择其种类、安装地点、容量以及各种技术的配合，还要考虑用户的经济承受能力。

1、放电时间对比

储能技术性能如果按放电时间划分，可分为

①短放电时间（秒至分钟级），如超级电容器、超导储能、飞轮储能，

②中等放电时间（分钟至小时级），如飞轮储能、各种电池等，

③较长放电时间（小时至天级），如各类电池、抽水蓄能、压缩空气等，

④特长放电时间（天至月级），如氢和合成天然气。

上述放电时间短的，常常是功率型的，一般可用作UPS和提高电能质量。中等放电时间的，可用于电源转接。较长或特长时间的，一般是能量型的，可用于系统的能量管理。目前应用最广泛的大型抽水蓄能可以解决天级的储能要求，要满足周和月级的储能需求要依靠其他种类储能手段，如氢和合成天然气。

不同储能技术的储能容量能量和放电时间的比较示于图，可以看出不同的储能技术处于图中不同的位置。

2、功率对比

大规模、永久储能的应用可分为三类：

① 电能质量要求：在该应用中，储存能量仅用于在几秒钟或更少的时间，以确保传输电能的品质。

② 应急能量要求：在这些应用中，贮存的能量可用几秒到几分钟，从一个电源切换到另一个电源时，以保证电能的连续性。

③ 系统能量管理要求：在这些应用中，储能系统用于发电和消耗之间的去耦及同步。典型的应用是负载平衡，这意味着在非高峰时储存能量（能量成本低），并在高峰时段使用存储的能量（能量较高的成本）。

3、效率对比

储能的效率和寿命（循环的最大数）是两个重要参数，因为它们影响到存储的成本。下图给出不同存储技术相对于效率和寿命的特点。

4、投资对比

投资成本是一个重要的经济参数，影响能源生产的总成本。每个循环的成本可能是评估能量存储系统成本的最佳方式。下图给出投资的主要组分，考虑到耐用性和效率。

5、密度对比

存储系统的体积很重要，首先，它可能被安装在一个受限制的或昂贵的空间，例如在城市地区。其次，体积增加，则需要更多的材料和更大的施工现场，从而增加了系统的总成本。