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来自 生命科学 2020-03-17 04:55 的文章
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科学家研发球罐储能提高风电效能js金沙国际

据研究人员估算,按设计尺寸建造球罐风电机,将花费1200万美元,是陆上风力发电标准机组的3到4倍。当然,专家也表示,费用问题现在还轮不上讨论,因为至今只建造过直径不到1米的球罐来验证概念。麻省理工研究小组计划再建一个直径3米的球罐,这以后就需要更多资金,才能在海底建立10米直径的球罐用于进一步测试。

海上风电与路上风电一样,具有波动性、间歇性和不规则性,使风电对电网的贡献率低于10%,在10%时将给电网运行带来隐患。海上风电也存在弃风的难题,需要解决海上风电储能的问题。陆上风电的储能技术在不断的进步,已有一批新的储能技术正在研发中,如:风电固体储能器、太阳能固体储能器等新能源储能技术,已陆续开发出来,极大地丰富了陆上风电的储能方式,但海上风电储能还是空白。

为了克服这个问题,工程师们可谓是煞费苦心,设计了许多方案,将多风时段产生的能量储存起来,以供无风时段使用。这些想法包括巨型的储能飞轮、基于砾石和氩气的巨型电池。

目前较为先进的是德国弗劳恩霍夫研究所研发的海上风电抽水储能系统,该系统利用位于海底的抽水蓄能电站储能,它是将空心球放入深水处,借助空心球,利用深水处的海水压力储存能,当需要储能时,用电力从球体中抽水,当需要释放能量时,水流通过涡轮机再返回到球体,从而驱动发电机发电。这一技术虽然解决了海上风力发电储能的难题,但存在缺陷,首先,适用范围窄,它只适合深水区,因为水越深压力越大;其次,需要多次转换,效率低,它先由风能转换成电能,电能转换成机械能抽水,水能再转换成电能,效率很低。

根据研究人员的计算,一个坐落在水深400米处的球罐可以储存的能量,相当于6兆瓦小时的电力。球罐贡献几百次储能,抵得上标准核电站一小时发出的电能。

它的有益之处在于,它因地制宜,利用了海上风电处在丰富的海水中,海水向上可产生浮力、向下可产生重力,有效地利用这两种力,就实现了储能,特点是既适合深水区,也适合浅水区;同时能量是直接转换,效率高。

最近,亚历山大斯洛克姆、布莱恩霍德和他们在美国麻省理工学院的同事展示了一种新的储能方式用混凝土建砌在海底的巨大空心球罐。最终版本的球罐直径会达到25米。

这一海上风电储能技术的研发成功,填不了海上风电储能技术的空白,可有效的解决海上风电储能的难题,将推动海上风电蓬勃发展。

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