储能原理与技术PPT课件
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高压直挂储能技术宣讲PPT-20190228(1)
一 级企联业型基直本接情高况压储能技术介绍
直接高压储能技术的优势
1、实现电池四级均衡控制，包含两级主动均衡提升电池运行一致性，从而提高容量利用率。
自动对相内和相间的电池模块进行均衡控制，避免了由于电池模块“木桶效应”对整体储能系统的制 约，同时提高了电池的利用率和使用寿命。
SOC(%) SOC（ %）
一 级企联业型基直本接情高况压储能技术介绍
直接高压储能技术的优势
3、对运行温度没有一致性要求。高压直接输出型储能系统，各簇电池在直流端不直 接连接，只需要保证每个逆变单元对应的每电池簇内电池工作温度均衡就可以，无 需保障整套储能系统全部电池的温度严格均衡。
一 级企联业型基直本接情高况压储能技术介绍
12月25日投 入均衡
一 级企联业型基直本接情高况压储能技术介绍
直接高压储能技术的优势
1、实现电池四级均衡控制，包含两级主动均衡提升电池运行一致性，从而提高容量利用率。
自动对相内和相间的电池模块进行均衡控制，避免了由于电池模块“木桶效应”对整体储能系统的制约，同时提高了 电池的利用率和使用寿命。
一 级企联业型基直本接情高况压储能技术介绍
直接高压储能技术的优势
2、基本不用电池并联或大幅减少电芯并联，提升安全性与一致性。
同等容量的输出，高压直接输出的系统，由于输出电压高，因此电流小。 以1MW/2MWh储能系统为例：低压储能系统每1MW由两台500kW PCS通过双分裂
变压器并联运行。假设电池端电压为716.8V，则低压储能直流侧（电池侧）电流为： 500000W/716.8V=697A；而高压储能系统（6kV）由36个功率单元构成，每个输 出功率500000W/36=13889W，对应直流侧电流为13889W/716.8V=19.4A。
储能技术 ppt课件
4.1.2.1 大规模高效储能技术是实现太阳能、风 能等可再生能源普及应用的关键技术
风能、太阳能和海洋能等可再生能源发电受季节、气象和 地域条件的影响，具有明显的不连续、不稳定性。发出的电 力波动较大，可调节性差。当电网接入的风电发电容量过多 时，电网的稳定性将受到影响。目前，可再生能源发电的大 规模电网接入是制约其发展的瓶颈。配套大规模高效储能装 置，可以解决发电与用电的时差矛盾及间歇式可再生能源发 电直接并网对电网冲击，调节电能品质。同时，储能技术在 离网的太阳能、风能等可再生能源发电应用中具有不可或缺 的重要作用。
9
4.1.2 储能的意义
4.1.2.2 大规模高效储能技术是构建坚强智能 电网的关键
电力工业是国民经济的基础产业，为经济发展和社 会进步提供了重要保障。智能电网技术是提高电力系 统安全性、稳定性、可靠性和电力质量的重要技术。 储能技术作为提高智能电网对可再生能源发电兼容量 的重要手段和实现智能电网能量双向互动的中枢和纽 带，是智能电网建设中的关键技术之一。
10
4.1.2 储能的意义
4.1.2.3 高效储能系统是用于高耗能企业和 国家重要部门的备用电源
电解、电镀及冶金等行业，电车、轻轨和地铁等交 通部门，都是集中用电大户。使用储能电池用“谷电” 对储能系统充电，在高峰期应用于生产、运营，电能 的利用效率高，不仅可以减轻电网负担，还可以降低 运营成本。
谐发展。
4
4.1.1 应用背景
4.1.1.1 国家政策扶持
2011年3月，十一届全国人大四次会议审议通过
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年
规划纲要》。在“十二五”期间，国家将培育发展与
新能源相关的战略性新兴产业，包括：新一代核能，
风能、太阳能和海洋能等可再生能源发电受季节、气象和 地域条件的影响，具有明显的不连续、不稳定性。发出的电 力波动较大，可调节性差。当电网接入的风电发电容量过多 时，电网的稳定性将受到影响。目前，可再生能源发电的大 规模电网接入是制约其发展的瓶颈。配套大规模高效储能装 置，可以解决发电与用电的时差矛盾及间歇式可再生能源发 电直接并网对电网冲击，调节电能品质。同时，储能技术在 离网的太阳能、风能等可再生能源发电应用中具有不可或缺 的重要作用。
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4.1.2 储能的意义
4.1.2.2 大规模高效储能技术是构建坚强智能 电网的关键
电力工业是国民经济的基础产业，为经济发展和社 会进步提供了重要保障。智能电网技术是提高电力系 统安全性、稳定性、可靠性和电力质量的重要技术。 储能技术作为提高智能电网对可再生能源发电兼容量 的重要手段和实现智能电网能量双向互动的中枢和纽 带，是智能电网建设中的关键技术之一。
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4.1.2 储能的意义
4.1.2.3 高效储能系统是用于高耗能企业和 国家重要部门的备用电源
电解、电镀及冶金等行业，电车、轻轨和地铁等交 通部门，都是集中用电大户。使用储能电池用“谷电” 对储能系统充电，在高峰期应用于生产、运营，电能 的利用效率高，不仅可以减轻电网负担，还可以降低 运营成本。
谐发展。
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4.1.1 应用背景
4.1.1.1 国家政策扶持
2011年3月，十一届全国人大四次会议审议通过
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年
规划纲要》。在“十二五”期间，国家将培育发展与
新能源相关的战略性新兴产业，包括：新一代核能，
储能技术 储能材料 新能源材料 锂电池储能PPT课件
很明显，近20年来 ，CO2的浓度上升迅速 非常迅速，2010年将接 近550ppm。
而且，主要分布在 美国和中国所在的北半 球高纬度60-80度处。
表3 全球各国CO2排放量比较排行
在北京、上海等大城市，空气污染的 60%来自汽车排放
二氧化碳的全球排放量中，中国居第 二
1.2 新能源
新能源 广义上来说，有 别于传统依靠矿 物质原料燃烧的 能源都称之为新
飞轮储能的主要优点有：
• 1)储能密度高：比超导磁储能、超级电容器储能 和一般的蓄电池都要高。以目前的最好的碳素纤 维复合材料来说，这种材料的飞轮转子可以承受 的最大线速度达到 1000m/s 以上，储能密度可达 到 230Wh/kg。
• 2)充放电时间短，且无过充放电问题：飞轮储能 充电只需要几分钟，而不像化学电池需要几个小 时的充电时间。
铅蓄电池内的阳极 (PbO2) 及阴极 (Pb) 浸到电解液 ( 稀硫酸 ) 中，两极 间会产生 2V 的电力。
放电状态，阴阳极及电解液即会发生如下的变化：
( 阳极 ) ( 电解液 ) ( 阴极 ) PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ( 放电反应 ) ( 过氧化铅 ) ( 硫酸 ) ( 海绵状铅 )
• 能量是物质运动的量 化转换，简称“能” 。
能量的存在形式：
• 机械能（风能、潮汐能） • 内能（地热等） • 电能 • 化学能 • 原子能 • 电磁能
• 宏观物体的机械运动——机械能 • （动能、位能和压力能）； • 分子运动——热能； • 原子运动——化学能； • 带电粒子的定向运动——电能； • 光子运动——光能
2.2.1 机械储能
而且，主要分布在 美国和中国所在的北半 球高纬度60-80度处。
表3 全球各国CO2排放量比较排行
在北京、上海等大城市，空气污染的 60%来自汽车排放
二氧化碳的全球排放量中，中国居第 二
1.2 新能源
新能源 广义上来说，有 别于传统依靠矿 物质原料燃烧的 能源都称之为新
飞轮储能的主要优点有：
• 1)储能密度高：比超导磁储能、超级电容器储能 和一般的蓄电池都要高。以目前的最好的碳素纤 维复合材料来说，这种材料的飞轮转子可以承受 的最大线速度达到 1000m/s 以上，储能密度可达 到 230Wh/kg。
• 2)充放电时间短，且无过充放电问题：飞轮储能 充电只需要几分钟，而不像化学电池需要几个小 时的充电时间。
铅蓄电池内的阳极 (PbO2) 及阴极 (Pb) 浸到电解液 ( 稀硫酸 ) 中，两极 间会产生 2V 的电力。
放电状态，阴阳极及电解液即会发生如下的变化：
( 阳极 ) ( 电解液 ) ( 阴极 ) PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ( 放电反应 ) ( 过氧化铅 ) ( 硫酸 ) ( 海绵状铅 )
• 能量是物质运动的量 化转换，简称“能” 。
能量的存在形式：
• 机械能（风能、潮汐能） • 内能（地热等） • 电能 • 化学能 • 原子能 • 电磁能
• 宏观物体的机械运动——机械能 • （动能、位能和压力能）； • 分子运动——热能； • 原子运动——化学能； • 带电粒子的定向运动——电能； • 光子运动——光能
2.2.1 机械储能
相变储能PPT课件
相变储能技术中的一些材 料具有易燃、易爆等特性， 需要加强安全防护措施。
未来相变储能技术的发展方向
新型材料的研发
未来相变储能技术将更加注重新 型材料的研发和应用，以提高储
能效率和安全性。
智能化控制
随着物联网、云计算等技术的发展， 未来相变储能技术将更加注重智能 化控制，实现能源的智能调度和优 化管理。
广泛应用前景。
航空航天领域
总结词
相变储能技术在航空航天领域中具有重要应用价值，能够为航天器的温度调节提供稳定可靠的解决方 案。
详细描述
在航空航天领域，航天器的温度调节是一个关键问题。相变储能技术由于其高效稳定的温度调节特性 ，被广泛应用于航天器的温度控制系统。通过在航天器中应用相变储能技术，可以确保航天器在各种 复杂环境下都能够保持稳定的温度状态，从而提高航天器的可靠性和安全性。
工业余热回收案例
总结词
相变储能技术在工业余热回收领域的应用， 通过回收和再利用工业生产过程中产生的余 热，提高能源利用效率。
详细描述
在工业生产过程中，大量余热被浪费。相变 储能技术可以将这些余热储存起来，并在需 要时释放。例如，在钢铁、化工等高能耗产 业中，相变储能技术可以用于回收烟气、冷 却水等过程中的余热，再用于供暖、发电等 用途，提高能源利用效率，降低生产成本。
THANKS FOR WATCHING感谢您的Biblioteka 看电池热管理案例要点一
总结词
相变储能技术在电池热管理领域的应用，通过控制电池温 度，提高电池性能和使用寿命。
要点二
详细描述
电池在充放电过程中会产生热量，过高的温度会影响电池 性能和使用寿命。相变储能技术可以通过在电池组中添加 相变材料，实现对电池温度的有效控制。在电池温度升高 时，相变材料吸收热量并储存，降低电池温度；在电池温 度降低时，相变材料释放热量，维持电池温度稳定。这种 技术可以提高电池的充放电性能和使用寿命。
未来相变储能技术的发展方向
新型材料的研发
未来相变储能技术将更加注重新 型材料的研发和应用，以提高储
能效率和安全性。
智能化控制
随着物联网、云计算等技术的发展， 未来相变储能技术将更加注重智能 化控制，实现能源的智能调度和优 化管理。
广泛应用前景。
航空航天领域
总结词
相变储能技术在航空航天领域中具有重要应用价值，能够为航天器的温度调节提供稳定可靠的解决方 案。
详细描述
在航空航天领域，航天器的温度调节是一个关键问题。相变储能技术由于其高效稳定的温度调节特性 ，被广泛应用于航天器的温度控制系统。通过在航天器中应用相变储能技术，可以确保航天器在各种 复杂环境下都能够保持稳定的温度状态，从而提高航天器的可靠性和安全性。
工业余热回收案例
总结词
相变储能技术在工业余热回收领域的应用， 通过回收和再利用工业生产过程中产生的余 热，提高能源利用效率。
详细描述
在工业生产过程中，大量余热被浪费。相变 储能技术可以将这些余热储存起来，并在需 要时释放。例如，在钢铁、化工等高能耗产 业中，相变储能技术可以用于回收烟气、冷 却水等过程中的余热，再用于供暖、发电等 用途，提高能源利用效率，降低生产成本。
THANKS FOR WATCHING感谢您的Biblioteka 看电池热管理案例要点一
总结词
相变储能技术在电池热管理领域的应用，通过控制电池温 度，提高电池性能和使用寿命。
要点二
详细描述
电池在充放电过程中会产生热量，过高的温度会影响电池 性能和使用寿命。相变储能技术可以通过在电池组中添加 相变材料，实现对电池温度的有效控制。在电池温度升高 时，相变材料吸收热量并储存，降低电池温度；在电池温 度降低时，相变材料释放热量，维持电池温度稳定。这种 技术可以提高电池的充放电性能和使用寿命。
第4章 储能技术 PPT
f. 电动汽车充电站
g. 家庭微电网
h. 平稳可再生能源输出
i. 电力系统“削峰填谷”
j. 维持电力供需平衡
主要内容 4.1 储能的背景与意义 4.2 储能技术的应用领域 4.3 物理储能技术 4.4 化学储能技术
现有的各种储能技术
按有无化学反应分类
化学 储能
电池 储能
超级 电容 储能
4.3.1 抽水蓄能
世界第二大抽水蓄能水电站——天荒坪电站
天荒坪抽水蓄能电站位于浙江省安吉县境内。电站装机容量180万kW，上水 库蓄能能力1046万kW·h，其中日循环蓄能量866万kW·h，年发电量31．6亿 kW·h，年抽水用电量42．86亿kW·h，承担系统峰谷差360万kW任.2 储能技术的应用领域 4.3 物理储能技术 4.4 化学储能技术
4.2 储能技术的应用领域
a. 备用电站
南方电网深圳宝清电池储能电站
b. 智能电网储能
c. 太阳能发电储能
日本光伏——电池联合储能电站
c. 风能发电储能
d. 电动汽车储能
e. 太阳能路灯
4.1.2 储能的意义
4.1.2.3 高效储能系统是用于高耗能企业和 国家重要部门的备用电源
电解、电镀及冶金等行业，电车、轻轨和地铁等交 通部门，都是集中用电大户。使用储能电池用“谷电” 对储能系统充电，在高峰期应用于生产、运营，电能 的利用效率高，不仅可以减轻电网负担，还可以降低 运营成本。
高效储能系统的另外一个重要应用是用作政府、 医院、军事指挥部等重要部门的备用电站。在非常时 期保证稳定、及时的应急电力供应。
4.3.2 压缩空气储能
工作原理
储电：
在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，将 空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气罐、 山洞、过期油气井或新建储气井中。
相变材料与相变储能技术ppt课件
7
相变储能材料是基础，因此在相变储能技术 领域，首先是研究和开发相变潜热大，性能稳定 和性价比高的相变材料。其次是应用，主要涉及 储能元件，储能换热器和储能系统的相变传热， 相变材料与换热流体的对流耦合换热，材料的腐 蚀与防护，系统的设计等方面。除了对传统的无 机盐、无机水合盐、有机和金属相变材料进行研 究外，近年来，对新相变储能材料的研制，存在 从无机到有机、从单一成分到复合材料、从宏观 到纳米／微胶囊化的趋势，定形相变材料、相变 材料的微胶囊化、功能储能流体等及其在建筑、 太阳能等领域的应用成为研究的热点。
21
3.交联高密度聚乙烯
高密度聚乙烯的熔点虽然一般都在125℃以上， 但通常在100℃以上使用时会软化。经过辐射交联 或化学交联之后，其软化点可提高到150℃以上， 而晶体的转变却发生在120～135℃。而且，这种 材料的使用寿命长、性能稳定、无过冷和层析现 象、材料的力学性能较好、便于加工成各种形状， 是真正意义上的固—固相变材料，具有较大的实 际应用价值。但是交联会使高密度聚乙烯的相变 潜热有较大降低，普通高密度聚乙烯的相变潜热 为210～220J／g，而交联聚乙烯只有180J／g。在 氨气气氛下．采用等离子体轰击使高密度
5
我国的能源利用率很低， 大约30％以上，与发达国家 的40％～50％相比，还有较 大的距离。我国的环境保护 还存在许多问题，因此，研 究、掌握和利用一切可行的 高新技术，包括相变储能技 术来提高我国的能源利用率 及改善环境。是我国从事材 料与能源工作的科技人员、 企事业管理人员和工人的神 圣职责，也是我们研究和应 用相变储能技术的意义。
在一起制成组分均匀的储能材料。此种方法比较
26
适合制备工业和建筑用低温的定形相变材料, Inaba H等人通过熔融共混法成功地制备出石蜡/ 高密度聚乙烯定形相变材料, 并探讨了这种材料 在建筑节能中的应用。
相变储能材料是基础，因此在相变储能技术 领域，首先是研究和开发相变潜热大，性能稳定 和性价比高的相变材料。其次是应用，主要涉及 储能元件，储能换热器和储能系统的相变传热， 相变材料与换热流体的对流耦合换热，材料的腐 蚀与防护，系统的设计等方面。除了对传统的无 机盐、无机水合盐、有机和金属相变材料进行研 究外，近年来，对新相变储能材料的研制，存在 从无机到有机、从单一成分到复合材料、从宏观 到纳米／微胶囊化的趋势，定形相变材料、相变 材料的微胶囊化、功能储能流体等及其在建筑、 太阳能等领域的应用成为研究的热点。
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3.交联高密度聚乙烯
高密度聚乙烯的熔点虽然一般都在125℃以上， 但通常在100℃以上使用时会软化。经过辐射交联 或化学交联之后，其软化点可提高到150℃以上， 而晶体的转变却发生在120～135℃。而且，这种 材料的使用寿命长、性能稳定、无过冷和层析现 象、材料的力学性能较好、便于加工成各种形状， 是真正意义上的固—固相变材料，具有较大的实 际应用价值。但是交联会使高密度聚乙烯的相变 潜热有较大降低，普通高密度聚乙烯的相变潜热 为210～220J／g，而交联聚乙烯只有180J／g。在 氨气气氛下．采用等离子体轰击使高密度
5
我国的能源利用率很低， 大约30％以上，与发达国家 的40％～50％相比，还有较 大的距离。我国的环境保护 还存在许多问题，因此，研 究、掌握和利用一切可行的 高新技术，包括相变储能技 术来提高我国的能源利用率 及改善环境。是我国从事材 料与能源工作的科技人员、 企事业管理人员和工人的神 圣职责，也是我们研究和应 用相变储能技术的意义。
在一起制成组分均匀的储能材料。此种方法比较
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适合制备工业和建筑用低温的定形相变材料, Inaba H等人通过熔融共混法成功地制备出石蜡/ 高密度聚乙烯定形相变材料, 并探讨了这种材料 在建筑节能中的应用。
《能源储能技术》PPT课件
量；无须特别的充电电路和控制放电电 路；和电池相比过充、过放都不对其寿 命构成负面影响；从环保的角度考虑， 它是一种绿色能源；超级电容器可焊接， 因而不存在像电池接触不牢固等问题； 缺点
如果使用不当会造成电解质泄漏等 现象；和铝电解电容器相比，它内阻较 大，因而不可以用于交流电路；
16
ppt课件
17
8
飞轮储能
理工 作 原
飞轮储能系统主要包括转子系 统、轴承系统和转换能量系统 三个部分构成。另外还有一些 支持系统， 如真空、深冷、外 壳和控制系统。基本结构如图 所示。
ppt课件
9
飞轮储能
点使 用 特
ppt课件
飞轮储能的技术优势是技术成熟度高、高功 率密度、长寿命、充放电次数无限以及无污 染等特性。飞轮储能的能量密度不够高、自 放电率高，如停止充电，能量在几到几十个 小时内就会自行耗尽。 几万转高速飞轮系统损耗在100瓦左右，1千 瓦时的系统只能维持10小时的自放电。因此， 飞轮储能最适合高功率、短时间放电或频繁 充放电的储能需求。 由于放电时间有限，飞轮储能不一定是调节 太阳能发电波动的最佳选择。
ppt课件
3
新的储能技术
除蓄电池和抽水储能电站这些储能方式， 新发展起来的有超导储能、飞轮储能、超 级电容器储能、氢储能等。
a.超导储能 b.飞轮储能 c.超级电容器储能
超导储能 飞轮储能
ppt课件
4
超导储能
概 述
将一个超导体圆环置于磁场中，降温至圆环材料 的临界温度以下，撤去磁场，由于电磁感应，圆环中 便有感生电流产生，只要温度保持在临界温度以下， 电流便会持续下去。试验表明，这种电流的衰减时间 不低于10万年。显然这是一种理想的储能装置，称为 超导储能。
如果使用不当会造成电解质泄漏等 现象；和铝电解电容器相比，它内阻较 大，因而不可以用于交流电路；
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ppt课件
17
8
飞轮储能
理工 作 原
飞轮储能系统主要包括转子系 统、轴承系统和转换能量系统 三个部分构成。另外还有一些 支持系统， 如真空、深冷、外 壳和控制系统。基本结构如图 所示。
ppt课件
9
飞轮储能
点使 用 特
ppt课件
飞轮储能的技术优势是技术成熟度高、高功 率密度、长寿命、充放电次数无限以及无污 染等特性。飞轮储能的能量密度不够高、自 放电率高，如停止充电，能量在几到几十个 小时内就会自行耗尽。 几万转高速飞轮系统损耗在100瓦左右，1千 瓦时的系统只能维持10小时的自放电。因此， 飞轮储能最适合高功率、短时间放电或频繁 充放电的储能需求。 由于放电时间有限，飞轮储能不一定是调节 太阳能发电波动的最佳选择。
ppt课件
3
新的储能技术
除蓄电池和抽水储能电站这些储能方式， 新发展起来的有超导储能、飞轮储能、超 级电容器储能、氢储能等。
a.超导储能 b.飞轮储能 c.超级电容器储能
超导储能 飞轮储能
ppt课件
4
超导储能
概 述
将一个超导体圆环置于磁场中，降温至圆环材料 的临界温度以下，撤去磁场，由于电磁感应，圆环中 便有感生电流产生，只要温度保持在临界温度以下， 电流便会持续下去。试验表明，这种电流的衰减时间 不低于10万年。显然这是一种理想的储能装置，称为 超导储能。
储能PPT
大容量、高密度、 成本高 高效率
各种应用
大容量、高密度、 成本高，安全 各种应用 高效率 隐患 大容量、长寿命 长寿命、高效率 大容量 能量密度低 能量密度低 成本高 电能质量、可靠性、频率控制、 削峰填谷、能量管理 输配电系统稳定性、脉冲功率 电能质量、输配电系统稳定性
液流电池 电容器 超导电磁
02
其他 燃料
为什么要用到储能技术？
重要的原因是不稳定的能源会随环境流失，得不到有效的利用，需要
先使用储能技术将这些可用的
的利用。利用化学或者物理方法将产生的能量存储起来并在需要的时 释放的一系列技术与措施。
能源
保存起来，然后得到有效
有哪些储能技术呢？
机械类
电气类
超级电容器储能、超导储 能
抽水储能、压缩空气储能、飞轮 储能
01
储能技术
05
电化学类
各种二次电池
02 03
化学类
合成天然气、电解水
04
热储能
储热、储冷、采用想变材 料和热化学材料储能
电容器储能
电容器储能
根据电化学双电层理论研制而成，又称双层电 层电容器，两电荷层距离非常小（0.5mm）， 采用特殊电极结构，使电极表面积成万倍增加， 从而产生极大的
电容量。
基本原理
04
生活中的储能例子
THANK
YOU
电感器储能
超导储能
超导储能是利用超导体的电阻为零特性制成的储存电能的装置其 不仅可以在超导体电感线圈内无损耗地储存电能，还可以通过电 力电子换流器与外部系统快速交换有功和无功功率，用于提高电 力系统稳定性、改善供电品质。将一个超导体圆环置于磁场中， 降温至圆环材料的临界温度以下，撤去磁场，由于电磁感应，圆 环中便有感应电流产生，只要温度保持在临界温度以下，电流便 会持续下去。试验表明，这种电流的衰减时间不低于10万年。显 然这是一种理想的储能装置，称为超导储能。超导储能的优点很 多，主要是功率大、质量轻、体积小、损耗小、反应快等等，因 此应用很广。如大功率激光器，需要在瞬时提出数千乃至上万焦 耳的能量，这就可有超导储能装置来承担。超导储能还可以用于 电网。当大电网中负荷小时，把多余的电能储存起来，负荷大时 又把电能送回电网，这样就可以避免用电高峰和低谷时的供求矛 盾。
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储能原理与技术
西安交通大学多相流国家重点实验室 2013.9 西安
.
1
主要章节
➢ 1、绪论
➢ 2、储能技术原理
➢ 3、储能材料的基本特性
➢ 4、冰蓄冷空调技术及应用
➢ 5、电能储存技术及应用
➢ 6、热能储存技术及应用
➢ 7、气体水合物储能技术及应用
➢ 8、化学储能技术及应用
➢ 9、其他储能技术及应用
们直接影响到全球气候的变化。全球排放的二氧
化碳中95%以上来自于化石能源的燃烧。煤、石
油、天然气等化石燃料是当前人类使用的主要能
源。因此，节能、改变能源结构、开发新能源就
成了人们的重要选择。
我国能耗高：单位GDP能耗、高耗能产业结构、
以及技术落. 后。
18
1.1 气候变化与能源效率
开发利用新能源如太阳能、风能、地热能、 潮汐能、波浪能、温差能、海流能、盐差能 等，是人类应对气候变化的又一重要措施。 但由于目前它们的利用成本太高，使用规模 和范围受到很大限制，广泛使用还需时日。 其中一个重要原因是这些不稳定能源需要先 进的储存技术，才能稳定输出。
.
2
第一章 绪论 1 气候变化与能源效率 2 储能技术及其应用 3 储能技术发展状况与展望
了解储能基本概念和储能技术的应用场合。掌握能量 储存主要方法和储能系统的评价指标。了解储能技术发展 的历史及前景。
.
3
第二章 储能技术原理
1 能量转换原理
2 热机的原理
3 热能储存技术
4 化学能储存技术
5 电能储存技术
要求掌握蓄冷空调系统设计方法，了解蓄冷系统发展方向 。掌握蓄冷空调原理及运行方式。
.
6
第五章 电能储存技术及应用 1 抽水蓄能的应用 2 超导储电能技术的应用 3 电容器储能技术的应用 4 压缩空气储电技术的应用
要求掌握抽水蓄能技术、超导储电技术、电容器 储能技术、压缩空气储电技术的工作原理、技术特点 、发展现状和应用场合。
.
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1.1 气候变化与能源效率
虽然利用天然气、水电等清洁能源可以减 少排放，但应对气候变化的出路是新能源 技术上的突破。
只有当太阳能等新能源的生产成本大大降 低，价格可以和煤、石油、天然气等石化 能源有竞争优势时，温室气体排放引起的 气候变化问题才能得到根本解决。
.
20
1.2 储能技术及其应用
1.2.1 什么是储能?
储能(energy storage)，又称蓄能，是指使能量转化为在自 然条件下比较稳定的存在形态的过程。它包括自然的和人为 的两类：自然的储能，如植物通过光合作用，把太阳辐射能 转化为化学能储存起来；人为的储能，如旋紧机械钟表的发 条，把机械功转化为势能储存起来。按照储存状态下能量的 形态，可分为机械储能、化学储能、电磁储能（或蓄电）， 风能储存、水能储存等。和热有关能量储存，称为蓄热。
.
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能源定义
(1)具有作功能力的资源 (2)可直接或间接转化为人类所需的有用能
能源分类
(1)一次能源的定义
1)现存于自然界中的原(初)始能源
2)未经任何加工或转换
(2)二次能源
1)一次能源经过加工或转换后的能源
2)主要包括：电能、热能、汽油、二甲醚、氢能等
其中，电能是最重要的二次能源
(3)终端能源——扣除初始能源在加工、转换、输送、存储过程中损失或
6 气体水合物储能技术
掌握能量转换的基本原理和热机工作原理。了解热
能、化学能、电能储存技术的基本原理和技术特点。了
解气体水合物储能技术特性。
.
4
第三章 储能材料的基本特性
1 相变焓差与相平衡、相变过程特性
2 气体水合物的特性
3 水、冰及水合盐的特性
4 高分子储能材料的特性
5 储能材料的热物性及测定方法
.
7
第六章 热能储存技术蓄热技术的应用
4 几种蓄热系统的实现方法
5 蓄热系统用于北方供暖
要求了解热能传递的基本方式和相应特点。了解显
热储能、潜热储能、化学反应储能的特点。了解蓄热技
术的一些应用实例。掌握几种蓄热系统的实现方法。了
解蓄热系统在北方供暖中的应用并掌握设计计算方法。
6 储能材料的遴选原则及常用材料介绍
要求掌握相变焓差的基本计算原理，了解相图意义及相
率概念。掌握相变过程特性。了解气体水合物、水、冰及水
合盐的特性。掌握高分子储能材料的特性。了解储能材料的
热物性及测定方法，掌握储能材料的遴选原则及常用材料特
性。
.
5
第四章 冰蓄冷空调技术及应用 1 发展蓄冷空调的效益分析 2 空调蓄冷方式及其技术 3 空调蓄冷系统运行方式 4 蓄冷空调系统设计方法 5 蓄冷空调发展
能 源
二甲醚(CH3OCH3)、乙醇
氢能
.......
16
中国能源发展战略 基本框架 节能效率优先， 环境发展协调， 内外开发并举； 以煤炭为主体、 电力为中心， 油气和新能源全面发展； 以能源可持续发展和有效利用 支持经济社会的可持续发展
.
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1 绪论
1.1 气候变化与能源效率
人类每年释放到地球的二氧化碳有350亿吨，它
自用能量之后，直接提供给用户. 使用的有用能。
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化石燃料
一次能源
可再生能源
能
源
核能
分
类
电能
二次能源
热能
合成燃料
.
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化石燃料
一
次
核
能
能
源
可再生能源
.
固体燃料
液体燃料
常 规
气体燃料
能
核裂变能
源
核聚变能
水能
太阳能 风能
新 能
地热能 源
海洋能
生物质能
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.
15
热能
电能
最重要 应用最广
二
次
汽、热水
第九章 其他储能技术及应用 1 气体水合物储能技术及其应用 2 储能技术在日常生活中的应用 3 储能技术在交通运输中的应用 4 储能技术在新能源生产中的应用 5 储能技术在建筑节能中的应用
了解气体水合物储能技术原理及其应用特点。了解储能 技术在日常生活、交通运输、新能源生产和建筑节能中的应 用及发展趋势。
.
9
第八章 化学储能、氢能制备储存技术及应用 1 化学能 2 化学能与热能的转换 3 化学能与电能的转换 3 燃料电池 4 化学能储太阳能 5 高分子换能材料 6 氢能制备与储存
了解化学能特点及计算方法。掌握化学能与热能转换、化 学能与电能转换的基本原理和特点。了解燃料电池工作原理及 其种类。掌握化学能储太阳能的基本原理和技术特点。了解高 分子换能材料的特点。了解氢能. 制备与储存的技术发展。 10
.
8
第七章 气体水合物储能技术及应用
1 气体水合物性质
2 气体水合物蓄冷现状
3 气体水合物蓄冷工质选择
4 气体水合物相平衡
5 气体水合物反应动力学
6 气体水合物蓄冷系统应用
7 水合物蓄冷中试
要求了解气体水合物性质及蓄冷现状。掌握气体水
合物蓄冷工质选择、相平衡、反应动力学原理。了解
气体水合物蓄冷系统布置方式。
西安交通大学多相流国家重点实验室 2013.9 西安
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1
主要章节
➢ 1、绪论
➢ 2、储能技术原理
➢ 3、储能材料的基本特性
➢ 4、冰蓄冷空调技术及应用
➢ 5、电能储存技术及应用
➢ 6、热能储存技术及应用
➢ 7、气体水合物储能技术及应用
➢ 8、化学储能技术及应用
➢ 9、其他储能技术及应用
们直接影响到全球气候的变化。全球排放的二氧
化碳中95%以上来自于化石能源的燃烧。煤、石
油、天然气等化石燃料是当前人类使用的主要能
源。因此，节能、改变能源结构、开发新能源就
成了人们的重要选择。
我国能耗高：单位GDP能耗、高耗能产业结构、
以及技术落. 后。
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1.1 气候变化与能源效率
开发利用新能源如太阳能、风能、地热能、 潮汐能、波浪能、温差能、海流能、盐差能 等，是人类应对气候变化的又一重要措施。 但由于目前它们的利用成本太高，使用规模 和范围受到很大限制，广泛使用还需时日。 其中一个重要原因是这些不稳定能源需要先 进的储存技术，才能稳定输出。
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2
第一章 绪论 1 气候变化与能源效率 2 储能技术及其应用 3 储能技术发展状况与展望
了解储能基本概念和储能技术的应用场合。掌握能量 储存主要方法和储能系统的评价指标。了解储能技术发展 的历史及前景。
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3
第二章 储能技术原理
1 能量转换原理
2 热机的原理
3 热能储存技术
4 化学能储存技术
5 电能储存技术
要求掌握蓄冷空调系统设计方法，了解蓄冷系统发展方向 。掌握蓄冷空调原理及运行方式。
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第五章 电能储存技术及应用 1 抽水蓄能的应用 2 超导储电能技术的应用 3 电容器储能技术的应用 4 压缩空气储电技术的应用
要求掌握抽水蓄能技术、超导储电技术、电容器 储能技术、压缩空气储电技术的工作原理、技术特点 、发展现状和应用场合。
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1.1 气候变化与能源效率
虽然利用天然气、水电等清洁能源可以减 少排放，但应对气候变化的出路是新能源 技术上的突破。
只有当太阳能等新能源的生产成本大大降 低，价格可以和煤、石油、天然气等石化 能源有竞争优势时，温室气体排放引起的 气候变化问题才能得到根本解决。
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1.2 储能技术及其应用
1.2.1 什么是储能?
储能(energy storage)，又称蓄能，是指使能量转化为在自 然条件下比较稳定的存在形态的过程。它包括自然的和人为 的两类：自然的储能，如植物通过光合作用，把太阳辐射能 转化为化学能储存起来；人为的储能，如旋紧机械钟表的发 条，把机械功转化为势能储存起来。按照储存状态下能量的 形态，可分为机械储能、化学储能、电磁储能（或蓄电）， 风能储存、水能储存等。和热有关能量储存，称为蓄热。
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能源定义
(1)具有作功能力的资源 (2)可直接或间接转化为人类所需的有用能
能源分类
(1)一次能源的定义
1)现存于自然界中的原(初)始能源
2)未经任何加工或转换
(2)二次能源
1)一次能源经过加工或转换后的能源
2)主要包括：电能、热能、汽油、二甲醚、氢能等
其中，电能是最重要的二次能源
(3)终端能源——扣除初始能源在加工、转换、输送、存储过程中损失或
6 气体水合物储能技术
掌握能量转换的基本原理和热机工作原理。了解热
能、化学能、电能储存技术的基本原理和技术特点。了
解气体水合物储能技术特性。
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第三章 储能材料的基本特性
1 相变焓差与相平衡、相变过程特性
2 气体水合物的特性
3 水、冰及水合盐的特性
4 高分子储能材料的特性
5 储能材料的热物性及测定方法
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第六章 热能储存技术蓄热技术的应用
4 几种蓄热系统的实现方法
5 蓄热系统用于北方供暖
要求了解热能传递的基本方式和相应特点。了解显
热储能、潜热储能、化学反应储能的特点。了解蓄热技
术的一些应用实例。掌握几种蓄热系统的实现方法。了
解蓄热系统在北方供暖中的应用并掌握设计计算方法。
6 储能材料的遴选原则及常用材料介绍
要求掌握相变焓差的基本计算原理，了解相图意义及相
率概念。掌握相变过程特性。了解气体水合物、水、冰及水
合盐的特性。掌握高分子储能材料的特性。了解储能材料的
热物性及测定方法，掌握储能材料的遴选原则及常用材料特
性。
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第四章 冰蓄冷空调技术及应用 1 发展蓄冷空调的效益分析 2 空调蓄冷方式及其技术 3 空调蓄冷系统运行方式 4 蓄冷空调系统设计方法 5 蓄冷空调发展
能 源
二甲醚(CH3OCH3)、乙醇
氢能
.......
16
中国能源发展战略 基本框架 节能效率优先， 环境发展协调， 内外开发并举； 以煤炭为主体、 电力为中心， 油气和新能源全面发展； 以能源可持续发展和有效利用 支持经济社会的可持续发展
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1 绪论
1.1 气候变化与能源效率
人类每年释放到地球的二氧化碳有350亿吨，它
自用能量之后，直接提供给用户. 使用的有用能。
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化石燃料
一次能源
可再生能源
能
源
核能
分
类
电能
二次能源
热能
合成燃料
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化石燃料
一
次
核
能
能
源
可再生能源
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固体燃料
液体燃料
常 规
气体燃料
能
核裂变能
源
核聚变能
水能
太阳能 风能
新 能
地热能 源
海洋能
生物质能
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热能
电能
最重要 应用最广
二
次
汽、热水
第九章 其他储能技术及应用 1 气体水合物储能技术及其应用 2 储能技术在日常生活中的应用 3 储能技术在交通运输中的应用 4 储能技术在新能源生产中的应用 5 储能技术在建筑节能中的应用
了解气体水合物储能技术原理及其应用特点。了解储能 技术在日常生活、交通运输、新能源生产和建筑节能中的应 用及发展趋势。
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第八章 化学储能、氢能制备储存技术及应用 1 化学能 2 化学能与热能的转换 3 化学能与电能的转换 3 燃料电池 4 化学能储太阳能 5 高分子换能材料 6 氢能制备与储存
了解化学能特点及计算方法。掌握化学能与热能转换、化 学能与电能转换的基本原理和特点。了解燃料电池工作原理及 其种类。掌握化学能储太阳能的基本原理和技术特点。了解高 分子换能材料的特点。了解氢能. 制备与储存的技术发展。 10
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第七章 气体水合物储能技术及应用
1 气体水合物性质
2 气体水合物蓄冷现状
3 气体水合物蓄冷工质选择
4 气体水合物相平衡
5 气体水合物反应动力学
6 气体水合物蓄冷系统应用
7 水合物蓄冷中试
要求了解气体水合物性质及蓄冷现状。掌握气体水
合物蓄冷工质选择、相平衡、反应动力学原理。了解
气体水合物蓄冷系统布置方式。