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  • 1 # 曉生怕怕

    地球上將電荷和電能儲存儲存起來的技術在其後的三百多年中日新月異,各家功法相去甚遠。

    到目前來說,大致分成三個流派:

    電能直接以電磁的形式儲存、

    電能以機械能的形式儲存、

    電能以化學能形式儲存。

    以電磁形式儲存電能走的是萊頓瓶的路子。任何一個稍有電磁學基礎的人都能認出,地球上搞出的萊頓瓶,其實和他們現在教科書上的平板電容器幾乎沒有本質差別。兩塊錫箔構成平行極板,玻璃瓶構成絕緣介質。而地球上真正使用的電容器不過是將平板捲起來縮小體積罷了。以人類目前的技術水平,普通電容器通常電容在微法級別,超級電容則可以在較小的體積下達到法拉級別。超級電容充放電速度快,但是能量密度低,放電時間短,通常在電力系統中僅僅用於UPS和電能質量調節。

    電磁儲能的另一類是超導儲能。

    如果說電容器將電能蘊藏在電場中,那麼超導儲能則是將能量藏在超導線圈的磁場中。超導儲能的功率密度比電容器略高,但高昂的成本使得應用也和電容器一樣極為狹窄。國內僅有35kJ低溫超導樣機。

    機械能儲能的主要思路是將電能先轉換為某種形式的機械能,用的時候再轉換為電能。

    最廣為人知的就是抽水電站。當電力系統中發電過剩的時候,抽水電站用電能將低處的水抽取到高處,將電能轉換為水的重力勢能。等到電力緊張時再開啟水閘讓水流下衝擊水輪機發電。這一來一回的損耗使得抽水儲能的效率遠比電磁儲能為低,但是一旦尋到合適的地址建造抽水電站,儲能的容量要遠遠高過電磁儲能。國內最大的抽水電站可達到2400MW,調頻調峰,系統備用都可以。與抽水相類似的,壓縮空氣則是用電能將空氣壓縮後注入地下氣穴,需要電的時候再用高壓空氣推動發電機。國內目前沒有相關工程。

    機械儲能的另一個應用則是飛輪儲能。核聚變的點火需要巨大的瞬時電功率,如果直接把點火裝置接在電網上會影響整個電網的執行。為了解決這種需要巨大瞬時功率的場合,飛輪是最好的選擇。飛輪可以再電能的驅動下以極高的速度旋轉,當飛輪被加速到足夠的速度時,斷開與電力系統的聯結,將飛輪的動能再極短時間內轉化為電能加以利用。這是一種功率密度極高的儲能方法,但缺電也很明顯——能量密度太低。飛輪的能量對應著轉速,而轉速對應著離心力。如果在旋轉中飛輪破裂飛出去一塊後果不堪設想。故而飛輪儲能多用於各種實驗室中。

    將電能以化學能的形式儲存時生活中最常見的方式。這個時代的人可能十年見不到蠟燭,但絕不可能十年見不到電池。

    電池的原理並不複雜,但電池的種類眾多。

    鋰電池以極高的能量密度常見於電子產品。

    鉛酸電池價格低廉,但深度充放電時壽命較短。國內有40MW的示範工程,可用於抑制功率波動和系統黑啟動。液流電池能量密度較低,應用較少。

  • 2 # 繁花落盡紅顏依舊

    電是以電子形式存在的。電之所以可以儲存到電池內,是將電能轉為化學能。

    以常見的二次電池為例,以二氧化錳為正極的鋰電池其轉換公式如下:

    這在高中化學課程中,選修課學電池時要學的,難道提問者忘了嗎?需要回去重修嗎?

  • 3 # 使用者62453013877

    可以儲存的電也只限直流電,直流電在電池中並非是以電荷的形式儲存,而是以化學能形式儲存,當電地正負極構成閉合迴路時,才會產生化學反應,將化學能轉化成電能輸出,這一點與電容儲存電荷能量有質的區別。

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