電池儲能技術應用趨勢

Renewable & Intelligent Power System Lab.

電池儲能技術應用趨勢

學生 : 張宏葆學號 :MA220119


大綱緒論電池儲能應用說明電池儲能潛在市場分析台灣電池產業發展現況結論參考資料


緒論• 隨著能源問題日益嚴重，儲能技術開發愈受重視，合適的

儲能系統有以下好處：大幅增加再生能源的發電比例、降低尖峰時的供電成本、替代投資新的傳輸線、配電線路、以及發電廠，降低系統成本、提供有效的備載容量、改善電力品質、作為負載管理機制及策略性的商業工具、改善系統的可靠度、穩定度，以及電力品質在電力市場中，避免中斷能源交易。


緒論 ( 續 )

• 此外，新的應用如電動車之推行及再生能源永續發展，能否普及的關鍵在於儲能技術。目前發展中的儲能技術包括鋰電池 (Li-ion) 儲能、壓縮空氣儲能 (Compressed Air Energy Storage, CAES) 、飛輪 (Flywheels) 儲能、超級電容儲能 (Super Capacitors) 、氫能儲能(Hydrogen Storage) 等。鋰電池儲能和飛輪儲能技術目前已有商品化之產品，朝開發效率更高、儲能容量更大的新一代技術。壓縮空氣儲能、超級電容儲能和氫能儲能則是中長期發展的大規模儲能技術。


儲能系統分類及應用範圍


儲能技術系統功率及放電時間


電池儲能應用說明• 儲能系統與電池適用性分析


電力品質及可靠度• 電力之來源有火力、水力、核能發電等，這些發電系統所

發出的電屬於穩定電源，然而太陽能、風力此兩種發電方式，由於受自然環境影響，所產生之能源斷斷續續，屬於不穩定電源，倘若直接供電，勢必影響電力品質，甚至使得終端家電產品故障，因此這類型不穩定電源，必須透過儲能系統先將電力儲存，進而穩定輸出電源，以確保電力品質安全。此外儲能系統亦可在發電系統暫時停止或電力中斷時，作為不斷電系統 (UPS) 確保電力供應的可靠度。就穩定電力品質及其可靠度分析，適合的電池包括超導磁性儲能系統、超級電容、鈉硫、飛輪、鎳鎘、鉛酸及鋰電池。


電力轉換• 如同前述電力可來自於水力、火力、核能、風力、太陽能

發電等，儲能系統可作為多種電力的中繼站或調節器，將不同來源電力進行儲存。適當的調節可有效節能，並保護敏感的電力設備，此外於離峰時段，儲存多餘的電力，作為用電尖峰時段使用，以降低發電系統所需之備載容量，提高供電效率達到尖峰平滑之效用。就電力轉換分析，適合的電池包括金屬空氣電池、鈉硫電池、超級電容、鎳鎘、鉛酸及鋰電池。


管理能源• 有了儲能系統，還可進行有效的能源管理與最佳化分配。特別是針對多種發電能源，需進行適當的分析才能使各種能源得到最有效率的應用。另一方面，藉由能源管理，在電價低時儲存電能，在高價時使用所儲存之電能，則需要大容量且長效的儲能系統，適合的電池有鉛酸電池、鈉硫電池以及液流電池。




不斷電系統儲能• 不斷電系統是指在電源中斷時可立即提供電力之設備，其

目的是為了提供使用者在斷電時，能完成正常關機之作業程序，或是供應發電機啟動之電力，一般持續供電時間大約為 5~10 分鐘。其作用與緊急照明設備之原理類似，但UPS 能夠使市電與電池之轉換時間更簡短，以彌補發電機或是其他緊急電源的缺點。目前 UPS 用之電池為鉛酸電池，平均約兩年需更換一次，鉛酸電池成本低，安全性及可靠度佳。


再生能源儲能系統型式說明

並網式目前由於再生能源供電比例小，通常直接併入電網。待再生能源供電占電網比例達提高，需要儲能來穩定電壓，否則對電力系統造成影響。

混合式再生能源供電比例不高，通常直接併入電網回送至電力公司，不需儲能。然而長期 (5~10 年 ) 其儲能需求與並網式相同，當再生能源發電比例提高，為維護電力系統品質，則需要儲能。

離網式在電網無法到達處，離網式發電皆需要蓄電之功能，其規模大小則視其用電需求之大小而不同，一般供給住宅、農村、社區或學校用電。另外結合太陽電板或小型風機發電，供夜間路燈之電力使用。

資料來源：工研院 IEK(2009/04)




電動車用電池


電池儲能潛在市場分析• 再生能源發電儲能市場分析


再生能源市場成長之因素驅動因素限制因素

已開發國家(美、歐、日等 )

1. 政策鼓勵使用再生能源2. 國家能源安全問題3. 提高再生能源電力供應穩定度 4. 提供電網不及處之電力供應5. 再生能源的技術持續進步

1. 發電成本與儲能設備成本過高

開發中國家( 中國、印度等 )

1. 提高生活水準，電力普及2. 偏遠地區之基礎建設3. 分散式電力系統的日漸受到重視4. 國際援助

1. 設備及發電成本過高2. 政府財政無力承擔建設費用



電動車市場成長之因素驅動因素限制因素

1. 油價上漲2. 環保因素3. 國際車廠積極投入4. 電動車輛產時間明確5. 鋰電池技術加速車廠研發電動車6. 國家能源安全

1. 價格過高2. 電池安全仍有疑慮3. 充電設施不普及4. 續航力不足



台灣電池產業發展現況項目儲能裝置台灣廠商

二次電池超級電容永隆科技、唯電科技

鋰電池能元、有量、必翔等

鉛酸電池台灣湯淺、台灣神戶、統力、廣隆光電等



鋰電池產業供應鏈關係


結論• 在定置型儲能部份，先進國家已提出再生能源併入電網時程，但配合並網儲能之電池技術仍處於發展與競爭階段。而對於偏遠地區或電網無法普及之處，離網型的儲能系統將隨再生能源發電裝置普及而提升安裝量，但在成本考量下，以鉛酸電池的應用機會最高。在動力型儲能部份，各國發展重心以電動汽車與車用電池相關研發及推廣為主，鋰電池已經成為汽車生產大國的策略性投資產業。


參考資料• 1. 輕型電動車的機會與挑戰，楊模樺，工業材料雜誌， 255 期， 2008/03• 2. 電動機車用電池關鍵技術開發及應用現況，楊模樺， 2008/12• 3. 固定式鉛酸電池之產業概況，王志方，臺灣工業銀行， 2008/09• 4. UPS 如何選用鉛酸電池，簡銘峰，湯淺電池， 2007• 5. 技術戰略藍圖， NEDO ， 2009• 6. UPS 全球市場現況，馬利艷，電機月刊第十八卷，第七輯， 2008/07• 7. 鈉硫電池及其儲能應用， Shanghai Energy Conservation

No.2 ， 2007• 8. 鋰離子電池應用於不斷電系統之可能性探討，鄭程鴻，邱文立，黃怡

碩，電機月刊第十八卷，第七輯， 2008/07• 9. 儲能系統的技術發展，周裕福，楊模樺，機械月刊第三十卷，第七期，

2004/07

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