储能技术及应用电子书

第1章　绪论

1.1　储能技术的重要性与主要功能

1.2　储能技术的多样性

1.3　储能技术的分类与发展程度

1.4　储能技术应用现状和市场预测

1.5　储能技术的研究情况

参考文献

第2章　锂离子电池技术

2.1　锂离子电池发展历史概述和基本原理^([1])

2.2　锂离子电池的功率和能量应用范围

2.3　锂离子电池关键材料发展现状

2.3.1　正极材料^([30])

2.3.2　负极材料^([69])

2.3.3　电解质材料^([141，142])

2.3.4　非活性材料

2.4　能量型锂离子电池的技术发展和应用现状

2.5　动力型锂离子电池技术发展现状

2.6　储能型锂离子电池的发展现状

2.7　锂离子电池的技术指标及未来发展线路图

2.8　展望

参考文献

第3章　液流电池技术

3.1　液流电池的基本原理和发展历史概述

3.1.1　液流电池的基本原理

3.1.2　液流电池的发展历史

3.2　几种典型的液流电池体系

3.2.1　双液流电池体系

3.2.2　单沉积型液流电池

3.2.3　双沉积型液流电池

3.2.4　金属/空气液流电池

3.2.5　半固态双液流电池

3.3　液流电池的效率与影响因素分析

3.3.1　液流电池效率的定义

3.3.2　液流电池极化曲线分析

3.3.3　电流密度对全钒液流电池性能的影响

3.3.4　旁路电流对全钒液流电池性能的影响^([47～49])

3.4　液流电池的关键材料

3.4.1　液流电池的电极材料^([50～55])

3.4.2　液流电池的双极板材料

3.4.3　液流电池的膜材料

3.5　液流电池经济和技术指标及未来发展展望

3.5.1　液流电池装备的经济性概述

3.5.2　大规模蓄电储能技术经济性评估方法

3.6　本章小结

参考文献

第4章　全钒液流电池技术

4.1　全钒液流电池概述

4.2　全钒液流电池关键材料

4.2.1　电极材料

4.2.2　双极板

4.2.3　电解质溶液

4.2.4　膜材料

4.3　全钒液流电池电堆、系统管理与控制系统

4.3.1　电堆结构与设计

4.3.2　全钒液流电池系统

4.3.3　电池系统控制与管理

4.4　全钒液流电池应用及前景分析

4.4.1　大规模可再生能源发电并网

4.4.2　电网削峰填谷

4.4.3　智能微网

4.4.4　离网供电系统

4.5　前景与挑战

参考文献

第5章　钠电池技术

5.1　引言

5.2　钠硫电池

5.2.1　钠硫电池的原理与特点

5.2.2　管型钠硫电池

5.2.3　钠硫电池的应用

5.2.4　新型钠硫电池的发展

5.3　ZEBRA电池

5.3.1　ZEBRA电池的结构与原理

5.3.2　ZEBRA电池的特性

5.3.3　管型设计的ZEBRA电池

5.3.4　平板式设计的ZEBRA电池

5.3.5　ZEBRA电池的应用

5.4　钠-空气电池

5.5　钠离子电池

5.5.1　负极材料

5.5.2　正极材料

5.5.3　电解质

5.5.4　水系钠离子电池

5.5.5　钠离子电池的价格因素

5.6　本章小结

参考文献

第6章　抽水蓄能技术

6.1　抽水蓄能技术的基本原理和发展历史概述

6.1.1　抽水蓄能技术的基本原理

6.1.2　抽水蓄能的功率和容量

6.1.3　抽水蓄能电站的种类

6.1.4　抽水蓄能技术的发展历史概述

6.2　抽水蓄能技术的功能和能量应用范围

6.2.1　抽水蓄能技术的运行特性

6.2.2　抽水蓄能技术的功能

6.2.3　抽水蓄能技术的应用场合

6.2.4　抽水蓄能技术在核电中的应用

6.2.5　抽水蓄能技术在风电中的应用

6.2.6　抽水蓄能技术在水电中的应用

6.3　抽水蓄能技术的应用现状

6.3.1　抽水蓄能技术在日本的发展和应用

6.3.2　抽水蓄能技术在美国的发展和应用

6.3.3　抽水蓄能技术在欧洲的发展和应用

6.3.4　抽水蓄能技术在中国的发展和应用

6.4　抽水蓄能的发展方向及新技术

6.4.1　常规抽水蓄能技术发展动向

6.4.2　地下抽水蓄能电站的发展

6.4.3　海水抽水蓄能电站的发展

6.4.4　可调速抽水蓄能发电机组的发展

6.4.5　抽水蓄能电站未来发展路线

6.5　抽水蓄能技术的经济性

6.5.1　抽水蓄能电站主要技术经济指标

6.5.2　抽水蓄能电站环保效益

6.5.3　各国抽水蓄能电站的投资、运营、管理模式

6.6　本章小结

参考文献

第7章　压缩空气储能技术

7.1　概述

7.2　技术原理与特点

7.2.1　技术原理

7.2.2　技术特点

7.2.3　应用领域

7.3　发展现状

7.3.1　应用现状

7.3.2　研发现状

7.3.3　技术分类

7.4　关键技术

7.4.1　压缩机

7.4.2　膨胀机

7.4.3　储气设备

7.4.4　燃烧室

7.4.5　储热装置

7.5　发展趋势

7.5.1　新型蓄热式压缩空气储能系统

7.5.2　超临界空气储能系统

7.6　本章小结

致谢

参考文献

第8章　低品位热和冷存储技术

8.1　低品位热和冷存储技术发展概述

8.1.1　低品位热能现状

8.1.2　低品位热和冷存储技术现状

8.2　低品位热和冷存储材料

8.2.1　热能存储方式

8.2.2　储热材料分类及性能要求

8.2.3　典型储热（冷）材料

8.3　相变材料复合技术

8.3.1　相变材料封装与成型

8.3.2　相变材料导热强化

8.3.3　复合材料热导率计算方法

8.3.4　复合材料热导率计算模型

8.3.5　复合材料储热

8.4　储热（冷）技术中的传热问题

8.4.1　相变材料的熔化与凝固

8.4.2　储热系统散热削弱

8.4.3　储热系统传热强化

8.5　低品位热和冷存储技术应用

8.5.1　太阳能利用

8.5.2　建筑节能

8.5.3　纺织工业

8.6　低品位热和冷存储技术发展趋势

参考文献

第9章　中高温储热技术

9.1　中高温储热技术的基本原理和发展历史概述

9.1.1　基本原理

9.1.2　发展历史概述

9.2　中高温储热技术的功率和能量应用范围

9.2.1　显热储热

9.2.2　相变储热

9.2.3　热化学储热

9.2.4　吸附储热

9.3　中高温储热材料

9.3.1　显热储热材料

9.3.2　相变储热材料

9.3.3　热化学储热材料

9.3.4　吸附蓄热材料

9.4　中高温储热系统的应用现状

9.4.1　显热和相变储热系统

9.4.2　热化学储热系统

9.4.3　吸附储热系统

9.5　中高温储热的相关新技术发展

9.5.1　显热储热相关新技术

9.5.2　相变储热相关新技术

9.5.3　热化学储热

9.5.4　复合储热材料

9.5.5　新型储热系统与方法

9.6　中高温储热的技术和经济指标及未来发展线路图

9.6.1　蓄热材料技术指标

9.6.2　技术的成熟度

9.6.3　蓄热系统的热效率和灿用效率分析

9.6.4　经济分析

9.6.5　蓄热技术未来发展

9.7　本章小结

参考文献

第10章　液态空气储能技术

10.1　液态空气储能技术的原理

10.2　液态空气储能的特点

10.3　液态空气储能技术的发展历史

10.4　液态空气储能技术与其他储能技术的比较

10.4.1　技术性能比较

10.4.2　经济性比较

10.5　液态空气储能技术的余能利用

10.6　液态空气储能技术在电力系统中的应用分析

10.7　液态空气储能在交通运输中的应用

10.8　液态空气储能技术的集成应用

10.8.1　液态空气储能与燃气轮机发电系统的集成

10.8.2　液态空气储能与聚光太阳能热发电系统的集成

10.8.3　液态空气储能技术与核电站的集成

10.8.4　液态空气储能技术与液化天然气再气化过程的集成

10.9　本章小结

参考文献

第11章　镍氢电池技术

11.1　镍氢电池概述

11.1.1　基本原理

11.1.2　镍氢电池分类

11.1.3　镍氢电池发展历史

11.2　镍氢电池的功率和能量应用范围

11.2.1　民品电池

11.2.2　动力电池

11.2.3　智能电网

11.3　镍氢电池应用现状和产业链及环境问题

11.3.1　市场

11.3.2　镍氢电池回收

11.3.3　回收技术分析

11.4　镍氢电池相关新技术的发展

11.4.1　正极材料

11.4.2　负极材料

11.4.3　动力电池

11.4.4　电池管理系统

11.5　镍氢电池的技术和经济指标及未来发展线路图

11.5.1　HEV混合动力车

11.5.2　燃料电池车

11.6　本章小结

参考文献

第12章　飞轮储能技术

12.1　储能原理和发展历程

12.1.1　飞轮储能原理

12.1.2　飞轮储能系统结构

12.1.3　发展历程

12.2　关键技术概论

12.2.1　转子材料与结构

12.2.2　微损耗轴承技术

12.2.3　电机技术

12.2.4　飞轮储能电力电子技术

12.2.5　真空及系统集成技术

12.3　产业应用概况

12.3.1　研究开发机构概述

12.3.2　生产企业

12.4　技术经济分析与发展趋势

12.4.1　技术指标

12.4.2　经济性估计

12.5　本章小结

参考文献

第13章　电容和超级电容器储能技术

13.1　电容和超级电容器储能技术的基本原理和发展历史

13.1.1　概述

13.1.2　超级电容器简介

13.1.3　超级电容器的储能原理

13.1.4　超级电容器历史回顾

13.2　多孔碳材料

13.2.1　电化学性能影响因素

13.2.2　活性炭

13.2.3　碳气凝胶

13.2.4　碳纳米管

13.2.5　石墨烯

13.3　赝电容材料

13.3.1　金属氧化物

13.3.2　导电聚合物

13.3.3　杂原子掺杂化合物

13.4　超级电容器电解液

13.4.1　有机体系电解液

13.4.2　水系电解液

13.4.3　离子液体

13.4.4　固态电解质

13.5　其他关键原材料

13.5.1　导电剂

13.5.2　黏结剂

13.5.3　集流体

13.5.4　隔膜

13.6　超级电容器的应用

13.6.1　电子类电源

13.6.2　电动汽车及混合动力汽车

13.6.3　变频驱动系统的能量缓冲器

13.6.4　工业电器方面的应用

13.6.5　可再生能源发电系统或分布式电力系统

13.6.6　军事装备领域

13.7　本章小结

参考文献

第14章　化学热泵系统及其在储能技术中的应用

14.1　化学热泵系统概述及其在储能中的作用

14.1.1　化学热泵系统工作原理、操作模式与效能分析

14.1.2　化学热泵系统中的反应与工质对

14.2　化学热泵系统在储能领域的应用研究现状与未来应用场景

14.3　本章小结

参考文献

第15章　储能技术在电力系统中的应用

15.1　电力系统应用储能技术的需求和背景

15.1.1　电力系统在能源革命中面临的挑战

15.1.2　储能技术在电力系统发展和变革中的作用

15.1.3　储能技术在电力系统中的主要应用场景

15.1.4　电力系统不同应用场景的储能时间尺度及其技术需求特征

15.2　储能技术在电力系统中的应用现状

15.2.1　储能应用项目概况

15.2.2　储能在大规模集中式可再生能源发电领域的应用

15.2.3　储能系统参与电力系统辅助服务

15.2.4　储能系统在配电网及微电网的应用

15.3　我国电力系统储能应用实践

15.3.1　国家风光储输示范工程

15.3.2　深圳宝清储能电站示范工程

15.3.3　福建湄洲岛储能电站示范工程

15.3.4　福建安溪移动式储能电站

15.3.5　浙江岛屿微网储能示范工程

15.3.6　睿能石景山电厂电池储能调频应用示范

15.4　适合电力系统应用的储能技术评价

15.4.1　电力系统中储能技术的四要素

15.4.2　储能的综合评价技术

15.5　储能在电力系统应用中的发展趋势和重点研发方向

15.5.1　储能在电力系统中的应用趋势

15.5.2　储能技术发展新机遇

15.5.3　重点关注和攻关的储能技术类型

参考文献

第16章　储能技术在核电系统中的应用

16.1　核电系统概述及其对储能的需求

16.1.1　核电系统概述

16.1.2　核电对储能技术的需求

16.2　核电系统中储能技术的应用现状

16.2.1　核电机组调峰能力分析

16.2.2　世界主要核电调峰手段

16.2.3　核电站配套储能设施——抽水蓄能电站

16.2.4　核电站与抽水蓄能电站的配合补偿运行

16.2.5　其他蓄能方式与核电的匹配运行

16.3　核电系统中储能技术的未来应用情景

16.3.1　核电储能技术的发展契机

16.3.2　各种储能技术的优缺点

16.3.3　适合核电系统的储能技术

16.3.4　核电系统与储能电站的联合运行

16.3.5　适合于核电系统的新型储能技术

16.4　未来核电技术的发展方向及其对储能技术的需求

16.4.1　未来核电的发展方向

16.4.2　未来核电对储能技术的需求

参考文献

第17章　储能技术在风力和光伏发电系统中的应用

17.1　风力发电和光伏发电技术概述及其对储能的需求

17.1.1　国内外风电发展现状

17.1.2　国内外光伏发电发展现状

17.1.3　风力发电系统概述

17.1.4　光伏发电技术概述

17.1.5　风力发电和光伏发电对储能的需求

17.2　风力发电和光伏发电系统中储能技术应用研究

17.2.1　各种储能技术特性分析

17.2.2　电力电子技术

17.2.3　储能技术在风力发电系统中的应用研究

17.2.4　储能技术在光伏发电系统中的应用研究

17.3　风力发电、光伏发电和储能技术的未来发展

17.3.1　风力发电相关技术的发展

17.3.2　光伏发电相关技术的发展

17.3.3　储能技术在风电和光伏系统中的应用展望

17.4　本章小结

参考文献

第18章　储能技术在太阳能热发电系统中的应用

18.1　太阳能热发电技术的概述及其对储能的需求

18.1.1　太阳能热发电技术概述

18.1.2　太阳能热发电系统分类及其储能方式

18.1.3　太阳能热发电系统性能特点及其优缺点

18.2　太阳能热发电系统中储能技术的应用现状

18.2.1　熔盐显热蓄热

18.2.2　其他太阳能热发电蓄热方法

18.3　太阳能发电系统中储能技术的未来应用情景

18.3.1　太阳能是解决未来能源问题的主要技术途径

18.3.2　太阳能热发电能够提供连续稳定电能，可以成为主力能源

18.3.3　太阳能热发电是有经济竞争力的可再生能源发电方式

18.3.4　太阳能热发电在国际上已取得巨大成功，并有广阔发展前景

18.3.5　我国太阳能热发电发展前景也十分看好

18.3.6　熔盐蓄热在太阳能热发电中有很好的应用前景

参考文献

第19章　储能技术在工业余热回收中的应用

19.1　工业余热概述及其对储能的需求

19.1.1　工业余热的定义

19.1.2　工业余热过程对储能技术的需求

19.1.3　工业余热中的主要储存方式

19.1.4　工业余热储存系统的要素

19.2　工业余热回收中储能技术的应用现状

19.2.1　工业对储能技术的需求

19.2.2　储热技术应用实例介绍

19.3　工业余热回收中储能技术的未来应用

19.3.1　移动储热技术

19.3.2　与电能消峰结合的储热技术

19.3.3　工业余冷的储存

19.4　本章小结

参考文献

第20章　储能技术在交通运输系统中的应用

20.1　交通运输系统概述及其对储能技术的需求

20.1.1　交通运输系统与国民经济的关系

20.1.2　交通运输系统与能源的关系

20.1.3　交通运输系统对储能技术的要求

20.2　储能技术在交通运输系统中的应用现状

20.2.1　飞轮储能和燃料电池储能技术的应用

20.2.2　锂离子储能电池在航空领域中的应用

20.2.3　储能技术在海上交通系统中的应用现状

20.2.4　储能技术在道路交通领域中的应用现状

20.2.5　储能系统在电动汽车中应用的关键技术

20.2.6　储能技术在纯电动车中的应用

20.2.7　储能技术在混合动力汽车中的应用现状

20.2.8　动力电池系统的测试评价方法

20.3　本章小结

参考文献

第21章　储能应用的经济性分析

21.1　导言

21.2　储能市场的现状及预期

21.3　储能的应用

21.3.1　大容量能量服务

21.3.2　辅助服务

21.3.3　输电基础设施服务

21.3.4　配网基础设施服务

21.3.5　用电侧能源管理服务

21.4　储能电力服务叠加

21.5　对储能电力应用服务的价值评估

21.6　对储能应用的成本评估

21.6.1　系统安装成本

21.6.2　运营及维护成本

21.6.3　资金成本

21.6.4　其他成本

21.7　储能发展的主要瓶颈：成本

21.8　储能成本减低的主要途径

21.8.1　降低材料成本，提高储能的能量密度

21.8.2　规模效益可以带来的储能成本降低

21.9　本章小结

参考文献