儲能技術在現代供暖中的應用

王騰飛

摘 要 近年來中國經濟的飛速進步，面對逐步增大的配電網峰谷差，對電能質量的要求也隨之增高。為了進一步提高我國電網質量，應大力發展儲能技術，儲能技術作為未來電網的基礎支撐，將快速提高我國電網的電能質量及穩定性，且可以充分利用電能與熱能的轉換，將儲能用于與民生相關的日常生活中。本文對儲能技術在現代供暖中的應用與效益進行了比對，給出了谷電加熱蓄能裝置應用的實例。

關鍵詞 儲能技術；儲能與供暖；谷電加熱蓄能裝置

中圖分類號 TE44 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）172-0214-02

在我國高速發展的近幾十年，儲能長期以來是各國政府和行業界熱議的主題。但是各國政府和行業界未將注意力放在儲能上，而是更加關注開發新能源和生產電力。一直到這幾年，隨著國際上對節能減排的呼聲越來越大，各國政府和行業界開始努力提高本國的儲能技術，使本國生產的大量電力能夠更加合理，更加高效的分配利用，而不是再繼續把政策和行業發展的關注點放在開發新能源和生產電力上[ 1 ]。

美國經濟學家研究發現，政府和行業界投資儲能技術比投資生產電力設備能帶來更多的經濟性。儲能設備有兩個作用，一是能充分釋放發電系統的潛能，二是還能作為今后智能電網的必不可少的終端子系統。在分析今后智能化電網的建設和電能的優化分配上，需要在關注“儲電于網”的基礎上，優化分配儲能終端，整體協調，使“儲電于民”與“儲電于網”的互補性更強[ 1 ]。

1 電氣工程面臨的新問題及儲能技術的作用

我國作為世界工廠，尤其是近年來綜合國力和經濟的迅速發展，對電力的需求快速增長，民眾的生活也更加的依賴電能，因此，我國對電網的安全保障也越來越關注。一方面我國東西部經濟發展差異很大，對電力資源的供給要求也很大，另一方面同一區域的不同季節對電力資源的供給要求差異也很大，且生產電能是一個持續不斷的過程，電能的生產和電能的運輸必須高度協調高度統一，所有這些都要求我國的電力系統應該注重電力儲存技術的發展，以備不時之需。儲能技術就是專門為解決用電高峰時的電力資源緊缺現象而研發的技術[ 2 ]。

近年來隨著環保意識越來越深入人心，我國的經濟發展模式也由粗放型向著集約型方式轉變，科學發展觀也必將成為我國經濟發展過程中必須要遵循的思想。像煤炭、石油等不可再生資源的日益減少，為了解決不可再生資源日益枯竭的困境，不得不開發新型的可再生能源用于生產電力，如水能、太陽能、風能等，但可再生能源具有分布不均衡和穩定性差的特性，使用可再生能源生產電力時必將嚴重制約著電力的可靠性和穩定性[ 2 ]。

2 如何有效利用現有能源，將之用于人們的日常生活

包括電力系統在內的多個領域中，儲能技術具有廣泛的用途。近年來，隨著世界范圍內的電力工業重組，給越來越多的儲能技術帶來了新的發展機遇，應用這些技術可以更好地實現電力系統的能量管理[3]。

目前儲能技術的應用主要包括：抽水儲能技術、化學電池蓄能技術、飛輪儲能技術、超級電容器儲能、空氣壓縮儲能技術等。盡管儲能技術的應用很多，而各技術均有其局限性，如儲能技術使用材料、場地、技術應用范圍、應用對象等均影響著應用的末端[ 2 ]。

幾十年來全國北方冬季基本采用燃煤集中供熱方式進行室內的采暖，其工作流程是：使用大型的燃煤鍋爐的燃燒產生熱量將水加熱至一定溫度，通過管路將熱水傳輸至用戶家中的暖氣管路，由于傳輸管路分布廣且線路長，會出現熱量損失大造成供暖溫度達不到用戶要求而起糾紛，盡管也有部分燃氣和用電小鍋爐及部分小型燃煤鍋爐供暖，但由于成本高和污染嚴重而逐漸被取締。南方生活的人們由于氣溫的變化及人們對生活水平質量的要求愈來愈高，冬季室內取暖的要求與日俱增，但由于南方不具備集中供熱條件，故此僅能采取空調用于室內的臨時供暖，無法滿足供暖的真正要求。如何采用一種簡單、環保、低廉的儲能技術用于人們的日常生活應該是儲能技術的關鍵，本文論述的谷電加熱蓄能裝置是將閑置的電能或用電“谷期”的電能儲存于專用儲能設備中，并于需要時完成電能向熱能的轉換，這種設備還可以將太陽能、風能集于其中，綜合利用。儲熱介質的工作溫度范圍可在100℃～1 000℃之內，與水作為儲熱介質的電鍋爐相比，體積大大縮小，是一種效率高、體積小的電鍋爐，是典型的節能綠色環保產品。

3 谷電加熱蓄能裝置

1）工作原理。谷電加熱蓄能裝置工作原理是將夜間廉價的低谷電能或閑置期間的電能轉化成熱能，儲存起來，在需要時向用熱單元供熱?？蓪崿F在用電量高的時候轉化成電能釋放，用電量低的時候吸收電能儲存起來，這能在相當程度上降低峰谷差，削減了高峰時的負荷，電網的負荷特性得到了改善，能夠實現電力系統的負荷水平控制和負荷轉移等。

2）產品工作流程。谷電加熱蓄能裝置如何接入我們現有的供暖系統呢？無需改造原有供暖系統，可直接利用原有系統進行入口的簡單改造即可安裝使用。產品可直接供暖無需換熱，熱效率可提高3%～5%。

3）產品優勢對比。以沈陽市為例，根據《沈陽市城市供熱規劃》（2013—2020年），節能型公共建筑采暖熱負荷指標為54w/㎡。公共建筑冬季供熱時間定為12h/d～14h/d，采用間歇供熱形式，其余時間采用低溫運行，實現白天18℃～20℃，夜間8℃～10℃。供熱方式的優勢對比見表1。

4 結論

1）儲能裝置可提高電能質量。為了人們節省電費支出及更有利于推廣電價政策，在峰谷電價的大背景下推廣分布式儲能系統至關重要。為了能夠提高電能質量、節能減排、促進可再生能源利用及優化電力資源配置，儲能技術應用于電力系統中將改變電能生產模式、輸送模式，是智能電網中的重要環節。儲能裝置的利用可以減少用電系統備用容量的需求，可以減輕高峰負荷時輸電網的潮流，可以減少用電系統中的調峰調頻機組的需求，有助于減少系統輸電網絡的損耗，提高輸配電設備的利用率，提高發電效率，從而獲取經濟效益。

2）谷電加熱蓄能裝置靈活應用。通過上述谷電加熱蓄能裝置的示例，能夠看出該裝置可根據用戶需求為每一個工業用戶、商用用戶或者家用用戶提供不間斷的高質量熱蓄能裝置，而且可以讓用戶自主選擇靈活配置，減少管路熱損失，充分利用峰谷電差價儲能，不受供暖期限的影響，解決了人在供暖在、人不在關停供暖的耗能狀態。

參考文獻

[1]鄧齊政.儲電于民互補儲電于網——發展分布式儲能系統的意義[J].儲能科學與技術，2012，1（2）：144-145.

[2]劉孫相與，陳斌.儲能技術在電氣工程領域中的應用展望[J].科學論壇，2013（12）：239.

[3]程時杰，文勁宇，孫海順.儲能技術及其在現代電力系統中的應用[J].電氣應用，2005（24）：1-8.