能量不仅可以以电和热的形式储存,还可以以机械能或化学能的形式储存。适合特定应用的储存形式取决于能源技术和最终用途。储存形式包括固定式储存和移动式储存。对于固定式储存,能量可以由一种形式转化成另一种形式。例如,在常规的抽水蓄能电站,电能被用来将水提升到高处而转换为势能。新开发的固定式储能设施的一个重要功能是补偿间歇性能源(如太阳能和风能),使其不论时间上是规则的还是随机的,能量储存都可以平稳输出,以保证能源输出的连续性,不受制于天气、气候和季节的变化。可移动的能量储存以电池为代表,广泛用于电动汽车、移动设备等。
能量储存主要包括热能、动能、电能、电磁能、化学能等能量的存储,根据功能和形式,储能技术的分类如表所示。
按功能性分类 | 按形式分类 | ||
功率品质和可靠性 | 电容器 超级电容器 超导磁储能系统 飞轮 电池 | 电能 | 电容器 超级电容器 电/磁储能 |
机械能 | 动能(飞轮) 势能(抽水蓄能、压缩空气) | ||
能量管理 | 抽水蓄能 压缩空气 大规模电池 燃料电池 太阳能及燃料电池 热储能 | 化学能 | 电储能(传统二次电池、液流电池) 化学储能(燃料电池、金属空气电池) 热化学储能(太阳能氢分解-再结合、太阳能甲烷分解-再结合) 氢能(燃料电池) |
热能 | 低温储能(冰蓄冷) 高温储能(潜热蓄热、显热蓄热) |
能量储存系统的基本任务是克服能量供应和需求之间的时间或空间差异。产生这种差异主要有两种情况,一种是由于能量需求量的突然变化引起的,即存在高峰负荷问题,采用储能技术可以在负荷变化率增高时起到调节或者缓冲的作用。另一种是由于一次能源和能源转换装置之类的原因引起的,则储能系统(装置)的任务则是使能源产量均衡,即不但要削减能源输出量的高峰(即削峰),还要填补输出量的低谷(即填谷)。常用的评价指标有储能密度、储能功率、储能效率以及储能价格、对环境的影响等。