就像江河中奔騰的流水，電流通過電網(wǎng)奔向千家萬戶時，也會不時掀起“波濤”，沖擊用電設(shè)備，甚至引起事故。最近，上�？茖W家成功組裝起了一套聰明的電能“蓄水池”，它能像水庫蓄洪一樣，將過多、過猛的電流儲存起來，當電網(wǎng)需要的時候，再平穩(wěn)地釋放出來。

10月14日，中科院上海硅酸鹽研究所與上海電力公司宣布：經(jīng)過多年攻關(guān)，他們成功完成了大容量城網(wǎng)儲能鈉硫電池的中試研發(fā)，并建成了一條2兆瓦的中試生產(chǎn)示范線和一套10千瓦的儲能系統(tǒng)示范裝置。今年5月份，儲能電站將出現(xiàn)在世博會上。

對城市電網(wǎng)而言，鈉硫電池堪稱一顆有效的“定心丸”。鈉硫儲能電池具有容量大、體積小、能量儲存和轉(zhuǎn)換效率高、壽命長、不受地域限制等優(yōu)點，非常適合電力儲能。經(jīng)綜合分析，鈉硫儲能電池是目前最經(jīng)濟實用的儲能方法之一，是目前大容量儲能電池中的佼佼者。抽水蓄能，需要特殊場地;金屬-空氣電池，充電困難;鋰電池，成本過高;鉛酸電池，壽命太短，誰都比不上鈉硫電池可靠。

據(jù)預測，我國計劃到2020年全面建成統(tǒng)一的“堅強智能電網(wǎng)”，其技術(shù)和裝備要全面達到國際先進水平，屆時國家電網(wǎng)的清潔能源裝機比例達到35%。以上海為例，到2010年，電網(wǎng)最大峰谷差將達13000兆瓦，光伏電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達到1500兆瓦，按20%的容量配置儲能計，大規(guī)模儲能裝置的市場需求至少有560兆瓦。

鈉硫電池，是一種以金屬鈉為負極、硫為正極、陶瓷管為電解質(zhì)隔膜的二次電池。在一定的工作度下，鈉離子透過電解質(zhì)隔膜與硫之間發(fā)生的可逆反應(yīng)，形成能量的釋放和儲存。

鈉硫電池--鈉硫電池是美國福特(Ford)公司于1967年首先發(fā)明公布的，至今才40年左右的歷史。電池通常是由正極、負極、電解質(zhì)、隔膜和外殼等幾部分組成。鈉硫電池具有許多特色之處：一個是比能量(即電池單位質(zhì)量或單位體積所具有的有效電能量)高。其理論比能量為760Wh/Kg，實際已大于 100Wh/Kg，是鉛酸電池的3-4倍;如日本東京電力公司(TEPCO)和NGK公司合作開發(fā)鈉硫電池作為儲能電池，其應(yīng)用目標瞄準電站負荷調(diào)平(即起削峰平谷作用，將夜晚多余的電存儲在電池里，到白天用電高峰時再從電池中釋放出來)、UPS應(yīng)急電源及瞬間補償電源等，并于2002年開始進入商品化實施階段，已建成世界上最大規(guī)模(8MW)的儲能鈉硫電池裝置，截止2005年10月統(tǒng)計，年產(chǎn)鈉硫電池電池量已超過100MW，同時開始向海外輸出。

鈉與硫就會通過化學反應(yīng)，將電能儲存起來，當電網(wǎng)需要更多電能時，它又會將化學能轉(zhuǎn)化成電能，釋放出去，鈉硫電池的“蓄洪”性能非常優(yōu)異，即使輸入的電流突然超過額定功率5-10倍，它也能泰然承受，再以穩(wěn)定的功率釋放到電網(wǎng)中——這對于大型城市電網(wǎng)的平穩(wěn)運行尤其有用。太陽能、風能等新能源雖然潔凈，但發(fā)電功率很不穩(wěn)定。這會給整個電網(wǎng)帶來不期而至的“洪峰”。儲能電站會將這些“綠電”先照單全收，再根據(jù)電網(wǎng)需求輸出。

其實，鈉硫電池儲能電站更大的作用在于為整個電網(wǎng)“削峰填谷”。眾所周知，電網(wǎng)必須按照滿足最大用電負荷來修建。2008年，上海最高用電負荷持續(xù)小時數(shù)只有104.5小時，而為滿足這短暫的高峰負荷，卻需要投資200億元。1千瓦功率的儲能電池可節(jié)省電網(wǎng)投資 1.3萬元，通過“削峰填谷”，可使每噸標準煤所發(fā)的電多利用100度，可帶來經(jīng)濟效益480元。預計到2015年，上海電網(wǎng)峰谷差可達16000兆瓦，即使只將20%的“谷電”存儲起來，用于高峰時段，其經(jīng)濟效益就超過70億元——而建設(shè)儲能電站的投資，僅需20億元左右。目前，他們已建成2兆瓦中試生產(chǎn)線，每月可生產(chǎn)鈉硫電池200-250個。“下一步，我們將聯(lián)合更多企業(yè)力量，探索更大規(guī)模生產(chǎn)的工藝。”上硅所所地合作處處長夏天然告訴記者，僅上海一地可預見的市場規(guī)模就可達400億元。

鈉硫電池通過兩屆世界博覽會展出和國家領(lǐng)導人相繼參觀以及其對低“碳”、節(jié)能減排、智能電網(wǎng)、新能源等領(lǐng)域的作用，其固有的性能和應(yīng)用價值得以顯現(xiàn)，重視程度將會有極大的提升。 鈉硫電池最終是要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化才能充分體現(xiàn)其自身價值，我們近期正在有選擇的制定更適合鈉硫電池產(chǎn)業(yè)化、符合市場需求的合理可行的規(guī)格定型型號，針對性的開發(fā)生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品，加快產(chǎn)業(yè)化步伐。可以說在未來幾年內(nèi)中國的鈉硫電池商業(yè)化運行值得期待。

太實業(yè)--做為中國最大、世界最大的金屬鈉生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)能達到5萬噸，隨著中國城市化智能電網(wǎng)的發(fā)展，以及中國風力發(fā)電的加強，鈉硫電池將會廣泛應(yīng)用于各個電網(wǎng)建設(shè)項目之中，作為鈉硫電池的金屬鈉材料的最大供應(yīng)商，也將會極大的受益于智能電網(wǎng)和風力發(fā)電項目的建設(shè)!

解決風電并網(wǎng)問題，最容易想到的莫過于“儲能-無功調(diào)節(jié)”，利用儲能技術(shù)把風電的間歇能量變成容易調(diào)節(jié)的能源。據(jù)了解，目前儲能技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到足以適應(yīng)大規(guī)模風電并網(wǎng)所需的程度。其中，鈉硫電池、鋰電池相對成熟，可用于電量和功率應(yīng)用的場合，但需要降低成本。另外，在地理條件合適的地方，還可以開展壓縮空氣儲能試驗，估計可以達到100MW以上的應(yīng)用。

鈉硫電池是以Na-beta-氧化鋁為電解質(zhì)和隔膜，并分別以金屬鈉和多硫化鈉為負極和正極的二次電池。鈉硫電池用于儲能具有獨到的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在原材料和制備成本低、能量和功率密度大、效率高、不受場地限制、維護方便等方面。

鈉硫電池的理論比能量為760Wh/Kg，實際已大于100Wh/Kg，是鉛酸電池的3-4倍;另一個特點是可大電流、高功率放電。其放電電流密度一般可達200-300mA/cm2，并瞬時放出其3倍的固有能量;再一個是充放電效率高。由于采用固體電解質(zhì)，所以沒有通常采用液體電解質(zhì)二次電池的那種自放電及副反應(yīng)，充放電電流效率幾乎100%。

鈉硫電池已經(jīng)成功用于削峰填谷、應(yīng)急電源、風力發(fā)電等可再生能源的穩(wěn)定輸出以及提高電力質(zhì)量等方面。目前在國外已經(jīng)有上百座鈉硫電池儲能電站在運行，是各種先進二次電池中最為成熟和最具潛力的一種。

智能風電

利用風車發(fā)電的技術(shù)早在100多年前就已經(jīng)誕生，但苦于實際應(yīng)用的效果不理想，一直未能成為能源的主流之一。究其原因，就在于技術(shù)進步的速度追不上實際應(yīng)用的需要。隨著風機技術(shù)的進步，從早期的異步風機到現(xiàn)在的同步風機，風機本身的技術(shù)進步一直沒有間斷過。同時，圍繞著風電場如何與電網(wǎng)密切配合，保證風電并網(wǎng)的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性。

從風機本身講，為了最大限度利用風能，風力發(fā)電機的裝機容量日益增大，從定槳距到變槳距控制，從恒速恒頻到變速恒頻，從今后的發(fā)展趨勢看，在大型風力發(fā)電機組中變槳距變速技術(shù)將非常普遍。而相應(yīng)的，這一發(fā)展趨勢大大加強了電力電子技術(shù)在風電機組中的應(yīng)用。

從風場整體來看，調(diào)動數(shù)量眾多的風機協(xié)同運行，即時調(diào)控整個風場的電力參數(shù)，保證并網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性是未來發(fā)展的趨勢。比如風場調(diào)度人員需要通過控制和協(xié)調(diào)風場內(nèi)各臺風機的無功功率，并協(xié)調(diào)風場內(nèi)可能具有的其它無功設(shè)備，來有效地調(diào)節(jié)整個風電場并網(wǎng)點，甚至更遠處的電壓和無功功率。此外，遭遇電網(wǎng)跳閘等故障時，需要足夠的低電壓穿越能力，這也需要相應(yīng)的電力電子技術(shù)作為支持。要達到這些目的，需要高度復雜的控制管理系統(tǒng)。

不論從風機本身，還是從風電場整體來說，未來風力發(fā)電的“智能”屬性正在不斷增強，這也是對“智能電網(wǎng)”的自然需求，從這個意義上講，說風電是垃圾還有失公允，建設(shè)智能電網(wǎng)可以從根本上扭轉(zhuǎn)風電的這一不利的公眾形象。

總之，未來的大規(guī)模風電并網(wǎng)技術(shù)一定會成熟到足以商業(yè)化運行，屆時風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)也將走上一個新臺階。