抽水蓄能是一種很好的儲(chǔ)能方式,但是在許多地方,建造一座大壩要么不可能,要么水資源太寶貴了。瑞士一家名為Energy Vault的初創(chuàng)公司設(shè)計(jì)了一個(gè)能量庫(kù)系統(tǒng),也算是可行的泵送水力替代方案:該公司不是使用水和水壩,而是使用混凝土砌塊和起重機(jī)。
截止目前,世界上大約96%的儲(chǔ)能水壩都采用同樣一種技術(shù):抽水蓄能。每當(dāng)發(fā)電量超過(guò)需求時(shí),多余的電力就會(huì)被用于將水泵入水壩。而當(dāng)需求超過(guò)發(fā)電量時(shí),由于重力影響,水位會(huì)下降,從而使渦輪機(jī)產(chǎn)生電力。
但抽水蓄能需要特定的地理位置,不是哪個(gè)地方都可以采用這種方式蓄能。為此,瑞士一家名為Energy Vault的初創(chuàng)公司設(shè)計(jì)了一個(gè)能量庫(kù)系統(tǒng),也算是可行的泵送水力替代方案:該公司不是使用水和水壩,而是使用混凝土砌塊和起重機(jī)。
以下是它的工作原理:中間是一個(gè)120米高的六臂起重機(jī),初始狀態(tài)下,每個(gè)重35噸的混凝土圓筒整齊地堆疊在遠(yuǎn)離起重機(jī)臂的下方。
當(dāng)存在多余的太陽(yáng)能或風(fēng)能時(shí),能量庫(kù)系統(tǒng)會(huì)通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)遙控連接到起重機(jī)臂小車(chē)上的攝像機(jī),引導(dǎo)一個(gè)或多個(gè)起重機(jī)臂鉤在混凝土塊上,然后使用多余的能量來(lái)堆疊混凝土塊。下圖為示范單元,僅為實(shí)際單元的10%。
然后,當(dāng)太陽(yáng)能或風(fēng)能不足以滿足需求時(shí),再通過(guò)混凝土塊下降來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
這其實(shí)類(lèi)似于抽水蓄能,通過(guò)將水泵送到高處的水庫(kù)來(lái)儲(chǔ)存能量,并通過(guò)讓水下降來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪機(jī)以回收能量。
但是在許多地方,建造一座大壩要么不可能,要么水資源太寶貴了。
而采用這種堆疊混凝土塊的方式來(lái)蓄能非?;A(chǔ),而且使用了最大限度地提高了效率。
接下來(lái),該公司希望建立更大的操作模塊,計(jì)劃采用120米高的起重機(jī)和每個(gè)重35噸的混凝土塊。
當(dāng)起重機(jī)在其周?chē)纬梢粋€(gè)混凝土砌塊塔時(shí),該系統(tǒng)“完全充電”,當(dāng)存儲(chǔ)在塔中的總能量為20兆瓦時(shí),足以為2000個(gè)瑞士家庭供電一整天。
當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行不足時(shí),發(fā)電機(jī)通過(guò)重力來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電。另外,該系統(tǒng)的利用效率為85%,與鋰離子電池90%的利用效率相當(dāng)。不過(guò),Energy Vault的工廠可以運(yùn)行30年,幾乎不需要維護(hù),而且成本極低,這是鋰電池不具備的優(yōu)勢(shì)。
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