隨著智能電網(wǎng)、新能源發(fā)電、電動(dòng)汽車與移動(dòng)式設(shè)備的發(fā)展，對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)及其應(yīng)用系統(tǒng)的需求越發(fā)迫切。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能相關(guān)的研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用工作越來(lái)越多，但尚缺少一本全面介紹儲(chǔ)能技術(shù)及其應(yīng)用的專著或譯著，這也是譯者想把本書介紹給國(guó)內(nèi)讀者的一個(gè)重要原因。
本書由來(lái)自法國(guó)科研院所和電力公司的１９位作者共同編寫而成，他們將各自不同的專業(yè)技術(shù)背景有機(jī)結(jié)合起來(lái)，從微觀到宏觀，為我們展現(xiàn)了一個(gè)紛繁而奇特的儲(chǔ)能世界。
本書共９章，第１～４章主要介紹了儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)、交通運(yùn)輸、新能源發(fā)電和移動(dòng)式設(shè)備中的應(yīng)用；第５～７章介紹了幾種主要的儲(chǔ)氫與燃料電池技術(shù)；第８章和第９章重點(diǎn)分析了典型的電化學(xué)儲(chǔ)能與超級(jí)電容器的性能特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用。
本書第２章與第９章由周龍翻譯，第３章由韓娜翻譯，第５～７章由徐魯寧翻譯，其余部分由唐西勝翻譯，博士研究生劉文軍和苗福豐也參與了部分翻譯工作。全書由唐西勝統(tǒng)稿。
感謝中國(guó)科學(xué)院電工研究所的齊智平研究員、中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的張一鳴博士和ＡＢＢ中國(guó)研究院的張國(guó)駒博士在本書翻譯過(guò)程中給予的指導(dǎo)與幫助。
儲(chǔ)能技術(shù)門類龐多，涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，盡管譯者竭力求實(shí)，但受水平和專業(yè)領(lǐng)域所限，加之部分技術(shù)處于前沿，本書難免存在錯(cuò)誤和不妥之處，懇請(qǐng)讀者不吝賜正。
唐西勝于中國(guó)科學(xué)院電工研究所Ⅲ
譯者的話
概論１
第１章 應(yīng)用于電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能技術(shù)１１
�。�.１ 簡(jiǎn)介１２
�。�.２ 儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于發(fā)電環(huán)節(jié)１３
�。�.２.１ “大功率儲(chǔ)能”可以使發(fā)電收益最大化１３
１.２.２ “大功率儲(chǔ)能”可以減輕發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行和經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)１４
�。�.２.３ 儲(chǔ)能的輔助服務(wù)１５
�。�.３ 儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于間歇式電源１６
�。�.３.１ 不含儲(chǔ)能的調(diào)頻１６
１.３.２ 儲(chǔ)能對(duì)功率／頻率的調(diào)節(jié)作用１８
�。�.３.３ 儲(chǔ)能的其他輔助功能２０
１.４ 儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于輸電系統(tǒng)２１
�。�.４.１ 投資控制與阻塞管理２１
�。�.４.２ 調(diào)頻與平衡機(jī)制２１
１.４.３ 電壓調(diào)節(jié)與電能質(zhì)量２１
�。�.４.４ 系統(tǒng)安全與故障恢復(fù)２２
�。�.４.５ 其他可能的應(yīng)用２２
�。�.５ 儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于配電系統(tǒng)２３
�。�.５.１ 儲(chǔ)能對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃的作用２３
１.５.２ 其他應(yīng)用２６
�。�.６ 儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于電力零售２７
１.６.１ 利用儲(chǔ)能降低采購(gòu)成本２８
�。�.６.２ 利用儲(chǔ)能降低采購(gòu)成本風(fēng)險(xiǎn)２８
１.７ 儲(chǔ)能應(yīng)用于電力用戶２８
�。�.７.１ 儲(chǔ)能的削峰作用２８
�。�.７.２ 儲(chǔ)能對(duì)移峰用電的作用２９
�。�.７.３ 儲(chǔ)能對(duì)供電質(zhì)量和供電連續(xù)性的作用３０
１.７.４ 無(wú)功補(bǔ)償３２
�。�.８ 儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于電力平衡機(jī)制３２
�。�.９ 結(jié)論３４
�。�.１０ 參考文獻(xiàn)３６
第２章 交通運(yùn)輸：鐵路，公路，航空，海運(yùn)３９
２.１ 簡(jiǎn)介４０
�。�.２ 電能是二次能源４０
２.２.１ 陸地交通４０
�。�.２.２ 航空運(yùn)輸４３
�。�.２.３ 鐵路運(yùn)輸４４
２.２.４ 海上運(yùn)輸４４
�。�.３ 電能：主要或唯一的能量來(lái)源４４
�。�.３.１ 電動(dòng)汽車４４
２.３.２ 重型貨車與客車５１
２.３.３ 兩輪機(jī)動(dòng)車５１
�。�.３.４ 導(dǎo)引型車輛（火車、地鐵、有軌電車、無(wú)軌電車） ５２
２.３.５ 海上交通———游艇５３
�。�.４ 電能與其他能源互為補(bǔ)充———混合動(dòng)力５３
２.４.１ 并聯(lián)結(jié)構(gòu)５４
２.４.２ 串聯(lián)結(jié)構(gòu)５６
�。�.４.３ 路耦合５７
２.４.４ 混合動(dòng)力的軌道機(jī)車５７
２.５ 結(jié)論５８
�。�.６ 參考文獻(xiàn)６０
第３章 光伏發(fā)電系統(tǒng)中的儲(chǔ)能技術(shù)６１
３.１ 簡(jiǎn)介６２ �。�.２ 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)６２
�。�.２.１ 基本原理６２
�。�.２.２ 不可或缺的環(huán)節(jié)：儲(chǔ)能６２
３.２.３ 光伏發(fā)電系統(tǒng)的市場(chǎng)６３
�。�.２.４ 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)能的容量配置６４
�。�.２.５ 選擇適宜的儲(chǔ)能技術(shù)６４
３.３ 鉛酸蓄電池壽命受限６６
�。�.３.１ 蓄電池的能量管理６７
３.３.２ 具有發(fā)展前景的鋰離子電池技術(shù)６８
�。�.４ 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)７０
３.４.１ 不斷發(fā)展的電網(wǎng)７０
�。�.４.２ 多樣化的儲(chǔ)能系統(tǒng)７１
３.４.３ 儲(chǔ)能接入并網(wǎng)：電力部門要解決的重要問(wèn)題７２
３.５ 參考文獻(xiàn)７３
第４章 移動(dòng)式應(yīng)用與微能源７４
�。�.１ 各種移動(dòng)式應(yīng)用場(chǎng)合的能源需求７５
４.１.１ “微”功率（ｓｕＷａｔｔ） ７５
�。�.１.２ “大”功率（幾瓦的功率） ７６
４.１.３ 能量需求７６
４.１.４ 滿足特定供電需求的持續(xù)時(shí)間７８
�。�.２ 供能微型化所帶來(lái)的新特點(diǎn)７９
�。�.３ 電容儲(chǔ)能８０
４.４ 電化學(xué)儲(chǔ)能８０
�。�.４.１ 一次電池８１
�。�.４.２ 蓄電池８１
４.４.３ 燃料電池８３
�。�.５ 碳?xì)浠衔铮福?
�。�.５.１ 功率ＭＥＭＳ ８４
４.６ 熱電８９
�。�.７ 摩擦發(fā)電８９
�。�.８ 放射源９０
４.９ 捕獲環(huán)境能９０
�。�.９.１ 太陽(yáng)能９０
�。�.９.２ 熱能９０
４.９.３ 化學(xué)能：生活能源９１
�。�.９.４ 機(jī)械能９１
�。�.９.５ 應(yīng)答機(jī)９２
４.１０ 其他相關(guān)的電子設(shè)備：板載供電９３
�。�.１１ 參考文獻(xiàn)９４
第５章 儲(chǔ)氫１００
５.１ 簡(jiǎn)介１０１
５.２ 儲(chǔ)氫概述１０１
�。�.２.１ 相關(guān)能量參數(shù)１０１
５.２.２ 密度與比密度１０２
�。�.３ 壓力儲(chǔ)氫１０４
５.３.１ 儲(chǔ)氫容器１０４
�。�.３.２ 網(wǎng)絡(luò)配送１０５
５.４ 低溫儲(chǔ)氫１０５
５.４.１ 交通運(yùn)輸?shù)囊簹鋬?chǔ)存１０５
�。�.４.２ 固定式液氫儲(chǔ)存１０６
�。�.５ 固態(tài)儲(chǔ)氫１０６
５.５.１ 物理（化學(xué)）吸附方式的物理儲(chǔ)氫１０６
�。�.５.２ 化學(xué)儲(chǔ)氫１０８
５.６ 其他儲(chǔ)氫模式１１０
５.６.１ 硼酸鹽１１１
�。�.６.２ 硼酸鹽和氫化物的混合物１１１
５.６.３ 混合儲(chǔ)氫１１１
５.７ 討論：技術(shù)、能量、經(jīng)濟(jì)層面１１２
５.８ 參考文獻(xiàn)１１３
第６章 燃料電池：原理和功能１１５
６.１ 什么是單體或電池？ １１６
�。�.２ 化學(xué)能１１７
６.３ 化學(xué)反應(yīng)詳解１１９
６.４ 質(zhì)子交換膜燃料電池１２３
�。�.５ 固體氧化物燃料電池１２３
�。�.６ 堿性燃料電池１２４
６.７ 不同類型燃料電池對(duì)比１２５
�。�.８ 催化劑１２７
�。�.９ 關(guān)鍵因素１２８
６.１０ 結(jié)論：儲(chǔ)能的應(yīng)用１２９
第７章 燃料電池：運(yùn)行系統(tǒng)１３１
７.１ 簡(jiǎn)介：什么是燃料電池系統(tǒng)？ １３２
７.２ 空氣供給系統(tǒng)１３４
７.２.１ 總體需求１３４
�。�.２.２ 選擇適合燃料電池系統(tǒng)的壓縮機(jī)１３５
７.３ 氣體加濕系統(tǒng)１３７
７.３.１ 總體需求１３７
�。�.３.２ 合適的加濕方式１３８
７.３.３ 膜交換器和焓輪１３８
�。�.３.４ 帶有蓄水容器的系統(tǒng)１３９
７.４ 電堆終端的固態(tài)變換器１４０
�。�.５ 壽命、可靠性和診斷１４１
�。�.５.１ 故障及其原因１４１
７.５.２ 燃料電池性能的實(shí)驗(yàn)方法１４２
�。�.５.３ 診斷方法和策略１４３
�。�.６ 參考文獻(xiàn)１４４
第８章 電化學(xué)儲(chǔ)能：一次電池與蓄電池１４７
�。�.１ 蓄電池概述：工作原理１４８
�。�.２ 應(yīng)用１５０
８.２.１ 運(yùn)用儲(chǔ)能管理電力系統(tǒng)和交通系統(tǒng)的整體構(gòu)架１５０
８.２.２ 儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展歷程１５１
�。�.２.３ 鋰離子電池是混合動(dòng)力汽車的核心１５１
８.２.４ 鋰離子電池技術(shù)是光伏發(fā)電應(yīng)用的核心１５２
�。�.２.５ 法國(guó)在儲(chǔ)能市場(chǎng)中的地位１５３
８.３ 電池技術(shù)發(fā)展歷史１５７
�。�.３.１ 鉛酸電池１５７
�。�.３.２ ＮｉＣｄ（鎳鎘電池） １５９
�。�.３.３�。危楠玻停� （鎳氫電池） １５９
８.３.４�。危椋悖耄澹飒玻冢椋睿悖ㄦ囦\電池） １６０
�。�.３.５�。危岐玻樱ㄢc硫電池） １６１
�。�.３.６ 氧化還原（液流）電池１６１ �。�.３.７ Ｚｅｂｒａ電池１６１
�。�.３.８ 鋅空電池（Ｚｉｎｃａｉｒ） １６２
８.３.９ 鋰電池１６２
�。�.４ 應(yīng)用需求１６５
�。�.４.１ 混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車１６５
�。�.４.２ 光伏發(fā)電應(yīng)用１６６
�。�.４.３ 移動(dòng)式電子設(shè)備１６６
�。�.５ 聚焦鋰離子電池技術(shù)１６７
�。�.５.１ 基本原理１６７
�。�.５.２ 正極材料的發(fā)展１６７
�。�.５.３ 負(fù)極材料的發(fā)展１６９
８.５.４ 該領(lǐng)域的主要參與者１７１
�。�.５.５ 電解質(zhì)的研發(fā)１７１
�。�.６ 鋰離子電池的處理和再循環(huán)利用１７３
８.７ 其他電池１７４
�。�.７.１ 微型電池，印刷電池等１７４
�。�.７.２ 電解質(zhì)１７６
�。�.７.３ 搖椅微型電源１７６
�。�.７.４ 制造技術(shù)１７６
�。�.７.５ 印制電池１７７
�。�.８ 參考文獻(xiàn)１７８
第９章 超級(jí)電容器：原理、容量配置、功率接口及應(yīng)用１８１
９.１ 簡(jiǎn)介１８２
�。�.２ 超級(jí)電容器：雙電層電容器１８３
�。�.２.１ 基本原理１８３
９.２.２ 電氣模型———主要參數(shù)１８５
�。�.２.３ 熱模型１８８
�。�.３ 超級(jí)電容器組的容量配置１８９
�。�.３.１ 以能量作為選擇依據(jù)１８９
�。�.３.２ 以功率作為選擇依據(jù)———兼顧效率１９０
�。�.４ 功率接口１９１
�。�.４.１ 電壓均衡１９１
�。�.４.２ 固態(tài)變換器１９３
�。�.５ 應(yīng)用１９５
９.５.１ 概述１９５
�。�.５.２ 超級(jí)電容器作為主電源１９５
９.５.３ 混合電源系統(tǒng)１９６
�。�.６ 參考文獻(xiàn)１９９
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