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大規(guī)模儲能解決方案
日期:2019-05-04   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sx_xusuhong 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
編者按:1991年,索尼將第一款鋰離子充電電池商業(yè)化,永遠(yuǎn)改變了移動設(shè)備的歷史.今天,我們正在尋找能夠在國家電網(wǎng)上儲存可再生能源的下一代可充電超級電池以及儲能解決方案。

可再生能源,例如風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電,正變得越來越受歡迎。但是,如果將清潔能源與煤電競爭,那么根據(jù)科學(xué)家預(yù)測,“至少需要電池比鋰離子電池便宜5倍,這是一個巨大的跳躍,需要的能量密度大約為現(xiàn)在的5或更高。“能量密度定義為給定體積中存儲的能量。從外形的角度來說,更高的能量密度意味著使用電子設(shè)備更長的時間。最常見且流行的高能電池是鋰離子電池。這是智能手機(jī),平板電腦和筆記本電腦中的電池類型。鋰離子電池不應(yīng)與鋰金屬電池混淆;鋰金屬電池比鋰離子電池具有更高的能量密度,但它們的安全性也低得多。

鋰具有較低的相對原子質(zhì)量,這意味著它的重量不大。鋰是一種具有特性的元素,非常適合在非常小的光源中提供大量電能,它能夠釋放大量能量,這使得鋰電池在平板電腦,無人機(jī)甚至汽車都非常理想。

電動汽車公司特斯拉汽車公司使用鋰離子電池作為其車輛的動力源。 Gigafactory位于內(nèi)華達(dá)州斯帕克斯郊外,是特斯拉生產(chǎn)用于汽車的鋰離子電池的地方。根據(jù)特斯拉汽車公司的說法,特斯拉的Model S每輛車使用約8,000個鋰離子電池。特斯拉的電池尺寸與18650電池相似。

雖然鋰離子電池在我們的智能手機(jī)中無處不在,但它們并不總是安全,還記得臭名昭著的“爆炸式”Galaxy Note 7智能手機(jī)?為了真正實現(xiàn)與一個國家電網(wǎng)一樣大規(guī)模的能量存儲,下一代超級電池必須更小,更便宜,更強(qiáng)大,以及安全和清潔。在尋求新的大規(guī)模儲能方面,最關(guān)鍵需要兼顧低成本和安全性。通常,非常便宜的電池是不安全的,并且超安全的電池是昂貴的。但電網(wǎng)需要廉價和安全的儲能解決方案。

想要做到每個時刻均等電力輸出,這意味著發(fā)電廠不斷加大或減少他們產(chǎn)生的電量,這種“傾斜”的例子包括天然氣發(fā)電廠的上升或下降或者在水壩上溢出更多的水。正如您所看到的,電力需求的匹配是復(fù)雜的,并且將可再生能源發(fā)電添加到電網(wǎng)將變得更復(fù)雜,當(dāng)風(fēng)停止吹,或太陽落山,或云減少陽光,可再生能源發(fā)電的額功率時刻都在變化,這時仍然必須滿足電力需求。因此,如何這些“綠色”可再生但間歇性的能源將在電網(wǎng)中發(fā)揮重要作用,那么他們將需要一個新的合作伙伴:儲能。

我們借用美國能源部的數(shù)據(jù),2013年美國的電網(wǎng)存儲量約為24.6GW(約占電力總產(chǎn)能的2.3%)。其中95%是抽水蓄能水電。抽水蓄能水電是電力系統(tǒng)用于負(fù)載平衡的一種水電能量存儲。該方法以水的重力勢能的形式存儲能量,從較低的高度水庫泵送到較高的海拔。

另一種大規(guī)模形式的儲能方式是鹽水電池,它使用鹽水作為電池的電解質(zhì);因此,這個名稱為“鹽水電池”。盡管這種類型的電池比鋰離子電池的能量密度低得多,但它不易燃,無毒且非常便宜。位于賓夕法尼亞州匹茲堡附近的Aquion Energy工廠正在批量生產(chǎn)這種鹽水電池,用于全球數(shù)百個太陽能發(fā)電廠。

其他類型的能量存儲解決方案包括熔鹽儲能器。

很明顯,我們沒有電力短缺,而是在某些時候電力短缺,而在其他時間電力過多。我相信幾十年后,我們將不止看到兩種或三種類型的儲能解決方案,而是因地制宜看到各種尺寸,形狀和技術(shù)類型的儲能方式,而且它們都相對便宜和安全。



原標(biāo)題:大規(guī)模儲能解決方案
 
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