[科普中国]-储能利用因子

储能利用因子是指储能系统中可用热能占总储热容量的百分比，储能容量是指系统储存能量的能力。

定义储能系统中可用热能占总储热容量的百分比。

储热储热介质吸收太阳辐射或其他载体的热量蓄存于介质内部，环境温度低于介质温度时热量即释放。

热量以显热、潜热或两者兼有的形式储存。显热是靠储热介质的温度升高来储存。常温下水和卵石均为常用的储热材料，水的储热量是同样体积石块的3倍。潜热储存是利用材料由固态熔化为液态时需要大量熔解热的特性来吸收储存热量。热量释放后介质回到固态，相变反复循环形成贮存、释放热量的过程。

储热技术包括两个方面的要素，其一是热能的转化，它既包括热能与其它形式的能之间的转化，也包括热能在不同物质载体之间的传递；其二为热能的储存，即热能在物质载体上的存在状态，理论上表现为其热力学特征。虽然储热有显热储热、潜热储热和化学反应储热等多种形式，但本质上均是物质中大量分子热运动时的能量。因而从一般意义上讲，热能存储的热力学性质与热力学性质相同，均有量和质两个衡量特征，即热力学中的第一定律和第二定律。1

储能容量储能容量是指系统储存能量的能力。常用的储能手段有蓄水储能、空气压缩储能、储热等。

储能容量的配置自给时间的要求自给时间是指，在没有外界电源补充能量的情况下，储能设备能够维持正常运行并保证供电性能要求的持续时间。

对于独立运行的分布式发电系统，这个比较容易理解。例如，对于一个独立运行的光伏一蓄电池系统，蓄电池应该保证在太阳光照连续低于平均值的情况下负载仍能正常工作。假设原来蓄电池是充满电的，在光照度低于平均值的情况下，光伏电池组件产生的电能不能完全满足负载需求，蓄电池就会释放一部分能量提供给负载，在一天结束的时候，蓄电池就会处于未充满状态。如果第二天光照度仍然低于平均值，蓄电池就仍然要放电以供给负载的需要，蓄电池的荷电状态继续下降。或许还有连续第三天、第四天……为了避免蓄电池的损坏，这种放电过程只允许持续一定的时间，直到蓄电池的荷电状态到达指定的危险值。系统在没有任何外来能源的情况下负载仍能正常工作的天数，就是自给天数。

对于并网运行的分布式发电系统，为了减少分布式电源的随机性问题对电力系统的影响，以储能和功率预测共同解决光伏功率随机波动性问题，储能容量可按照补偿预测功率与实际功率的差额进行设计。系统在没有任何外来能源的情况下，只依靠储能补偿实际输出功率与预测功率之间差额的持续自给时间，主要受预测模型精度和储能充放电控制的影响。

单一事件最大储能需求在不同的分布式发电系统中，对储能单元有不同的功能需求。有时，单一的电力系统扰动就需要储能单元释放大部分能量来进行支撑。例如，当系统中发生短路故障时，很多节点会产生电压暂降现象。如果要求储能单元参与对电压暂降的处理，就需要储能单元能在瞬间释放大量电能提供支持。这样的单一事件需要的能量才能得到很好的处理，也是确定储能设备容量的重要依据。2

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学