本網頁使用script可是您的瀏覽器並不支援

貳、傑出熱門技術說明

再生能源儲能設備在全球再生能源產出持續增長的趨勢下,儲能設備技術也蓬勃發展當中,透過儲能設備的運用,可以降低發電成本,讓電力供需間獲得調節、靈活運用,解決電網壅塞、電纜傳輸不穩定等問題,也是發展智慧電網的關鍵技術之一。

在國際電工委員會 (International Electrotechnical Commission,IEC) 《電能儲存白皮書》中,依據電能儲存形式不同,將儲能系統分為機械、電化學、化學、電力及熱能儲能五大類別。以下就上述五大儲能系統技術進行簡介:

表 1、電力儲存技術說明

儲能系統 儲能技術 儲能原理
機械儲能(Mechanical) 抽蓄水力儲能(Pumped hydro - PHS) 抽水蓄能係利用兩個不同海拔的水庫,在用電非尖峰時段,將水由下部水庫抽至上部水庫(充電);用電尖峰時,水從上部水庫流回下部水庫,驅動有發電機裝置的渦輪機提供動力以發電(放電)。
壓縮空氣儲能(Compressed air - CAES) 透過電能壓縮空氣,將電力儲存於地下結構(如:洞穴、含水層或廢棄礦井)或地上的容器或管道系統中。當需要時,壓縮空氣與天然氣混合,在燃氣輪機中燃燒和膨脹。典型的地下儲存選擇是洞穴、含水層或廢棄礦井。
飛輪儲能(Flywheel - FES) 飛輪儲能係透過旋轉能量(動能)將電能儲存於加速的轉子中。運作原理為透過電力帶動傳動裝置,藉以加速飛輪,當飛輪轉速降低時,則透過同一傳動裝置將系統中的電力提取出來。
電化學儲能(Electrochemical) 二次電池(Secondary batteries) 抽二次電池亦稱為充電電池或蓄電池,利用化學反應的可逆性,讓新電池可以持續充電、放電,即當一個化學反應轉化為電能之後,可以用電能使化學體系修復,然後再利用化學反應轉化為電能,所以叫二次電池。目前常見的二次電池依其材料不同,包括:鉛酸、鎳鎘、鎳氫、鋰、鈉硫等。
液流電池(Flow batteries) 液流電池亦是蓄電池的一種,通常包含兩個容器,分別儲存著液體化學溶液,其連接部分為發電區,以薄膜隔開。這兩種化學溶液,由它們所在容器,流動到發電區,隔著薄膜,產生離子交換,透過此方式來進行放電或儲電。
化學儲能(Chemical) 氫儲能(Electrolyser / Fuel cell / SNG) 氫儲能運作原理是將電網過剩之電力,透過電解方式將水產生氫氣,將之作為能源載體,再以純氫或合成(替代)天然氣燃料形式使用。
電力儲能(Electrical) 超級電容(Double-layer Capacitor - DLC) 超級電容係通過極化電解質來儲能的一種電化學元件,主要依靠雙電層和氧化還原電容電荷儲存電能;其儲能的過程並不發生化學反應,且是可逆的,因此超級電容器可以反覆充放電數十萬次。
超導磁儲能(Superconducting magnetic energy storage - SMES) 利用超導線圈將電磁能直接儲存起來,需要時再將電磁能返回電網或其它負載的一種電力設施。
熱能儲能(Thermal) 熱泵儲能、熔鹽儲能以及液態空氣儲能(Sensible heat storage Molten salt / A-CAES) 熱能儲存系統係通過不同方式將可用熱量儲存在絕緣儲存庫中,以供日後在不同的工業和住宅中使用。

「儲能設備」技術發展是妥善運用再生能源的關鍵,也是解決再生能源因間歇性、不確定性而影響電力系統穩定性的解方,未來智慧電網的運轉也仰賴儲能裝置的設置,方能調節電力系統的發、輸、配、用電,提升用電品質。本分析報告將「再生能源儲能設備」為範疇,檢索美國、中華民國、歐洲、中國大陸之專利資料庫,以掌握各國於再生能源儲能技術產業之技術發展脈絡與未來趨勢。