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储能系统技术多重挑战遏制智慧家庭的发展

上网日期: 2012年10月11日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:智慧家庭? 嵌入式? 储能装置?

智慧家庭”很有希望成为汇聚嵌入式、智能设计的平台,为电子产业内的厂商开启另一个广阔的市场。然而,未来的智慧家庭将会需要独立的能源供给,而储能装置,正是亟待突破的其中一项关键。

所谓'智慧家庭'意指具备'能源独立'(energy independent)或是' 永续性能源 '(sustainable-energy)能力的住家。也就是说,必须赋予每一个装置与系统'智慧控制'的能力,让一般消费者能为家庭或工作上使用的每一嵌入式系统,实现自己订定的能源消耗量与节能标准。

要发展智慧家庭,需要的核心技术包括有智慧能源控制、智慧节能、高效率能源储存,以及智慧能源分配技术,工研院材化所经理蔡丽端指出。“一般来说,只需23kWh,一个普通家庭一整天的用量便绰绰有余,”她表示。以目前的储能技术来说,这一点不难达到,因此重点在于如何智能控制,将能源精确分配给所有设备。

储能系统是突破再生能源建置困境的最关键技术,但眼下面临的最直接挑战,就如何提高电网电力品质。“今天的智能电网都是单向的,但未来都会朝互动系统方向前进,”有量科技总经理程敬义说。而建置互动式智能电网的难题之一,就是确保电网的稳定性。

“再生能源通常稳定性不高,因此,重点在于并入电网时,如何维持稳定,因为若一不慎,就很可能毁损用户端的设备,并影响到整个电网安全,”蔡丽端说。另外,能调节再生能源的波动,减少冲击以提供稳定供电环境的技术,以及电网电力储存和调节技术,也都是发展储能系统时必须解决的技术挑战。

蔡丽端具体指出了长寿命高能量储能元件目前面临的技术瓶颈。首先是特性要求,她指出,依照NEDO的2030年目标,长效高能量元件的能量密度要求至少要100wh/k、200wh/l;功率密度要达到1,000W/Kg;寿命必须长于20年,而使用周期至少要是目前使用情况的六倍(100% DOD、容量衰减

然而,目前全球高容量锂电池的循环寿命在100% DOD条件下约1,000次,储存寿命仅约五年。以高功率锂电池(钛酸锂[ Li4Ti5O12 ]为负极)为例,在未载明是否为100% DOD时循环寿命可大于5,000次,但能量密度

因此,下一步锂电池要克服方向包括开发Li4Ti5O12/LiM2O4系统、快充高稳定LiM2O4材料、针对高容量锂电池的快充高容量负极材料,以及高稳定性电解质如Ionic Liquid、胶态电解质、固态电解质、新型锂盐等。

蔡丽端不讳言,在下一代电池新材料的开发上,包括电极、电解液等,日本依然领先业界,但她也指出,台湾的强项在模组和电源管理设计方案,近年来也开始有台塑长园磷酸铁锂科技有限公司投入开发锂铁电池正极材料。她同时表示,将建议国科会加强台湾学界在改良铅酸电池方面的发展。“铅酸电池是成熟的技术,若能再强化使用寿命和体积,那么,未来在电动车方面的应用潜力会更大。”

下一页:日本独立能源住宅现况:小有发展但储能装置依然是难题


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