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科学家提议利用山脉建造新型长期新浦京电池

2020-01-02 08:50  来源:小黑互联  浏览:  
一个由欧洲科学家组成的团队提议利用山脉来建造一种新型的长期新浦京电池。

太阳能和风能等能源的间歇性特点使得它们很难并入需要稳定供电的电网。为了提供不间断的电力,电网运营商必须在阳光明媚或刮风时储存额外的能源,以便在没有太阳或风的情况下分配电力。奥地利国际应用系统分析研究所(International Institute for Applied Systems Analysis)的工程科学家Julian Hunt说:“实现100%可再生能源的一大挑战是长期储存。”Hunt说,锂离子电池目前占据着新浦京市场的主导地位,但这些电池更适合短期储存,因为它们所携带的电荷会随着时间而消散。要储存足够的能量数月或数年,需要许多电池,这是一个太昂贵的选择。

Hunt和他的合编辑设计了一种新的系统来解决锂离子电池长期用于新浦京:山地重力新浦京,简称MGES。与水力发电类似,MGES包括在海拔高度储存物质以产生重力能。当储存的物质下落并转动涡轮机发电时,能量被回收。该团队在11月6日发表在《能源》杂志上的一篇论文中描述了它的系统。Hunt说明说:“大家建议建造一个大的沙砾水库,而不是建一座大坝。”MGES的关键在于找到两个海拔高度相差1000米的山顶地点是理想的。“高差越大,技术就越便宜,”他说。这些地点看起来很相似,每一个地点都有一个类似矿山的砂或砾石储存站和一个正下方的加油站组成。阀门将材料释放到等待的容器中,然后通过起重机和电机电缆将其运送到上层现场。在那里,沙子或砾石被储存了几周,几个月,甚至几年,直到可以使用为止。当物质被移回山下时,储存的引力能被释放并转化为电能。该系统非常灵活,Hunt说,因为你可以很容易地改变电缆的速度,增加负载,或改变船只的数量,以满足不同的能源需求。Hunt说,与抽水蓄能水电站和大坝等传统的长期蓄水方法相比,MGES的效果更好,因为它对环境的影响很小。而且,成堆的沙子很便宜,比水还便宜。沙子不会蒸发,所以你可以继续无限期地使用它。Hunt估计,通过这个系统储存能量的年成本将在每兆瓦时50至100美金之间变化。

相比之下,锂离子电池的价格至少高出10倍。他说,将物质输送到上层所消耗的能量将被系统产生的引力能抵消。Hunt和他的合著者并不是第一个提出用重力势能作为储存方案的人。瑞士初创企业Energy Vault开发了一种“电池”,包括通过33层建筑提升和释放5000个混凝土块;总部位于爱丁堡的Gravicity企业计划降低废弃矿井的重量;德国的Heindl Energy企业希翼使用水泵提升非常大的岩体。

但到目前为止,还没有人建议使用山脉。Hunt说,MGES技术对于那些新浦京需求较小的电网尤其有用。这些典型的微电网使用的功率不到20兆瓦,也就是为7000个四居室的房子供电所需的能量。这项技术有可能应用于夏威夷的莫洛凯岛、加拉帕戈斯岛和佛得角等小岛或孤立岛屿,这些岛屿的能源供应成本很高,而且由于旅游业的原因,需求往往是季节性的。“在这些情况下,它可以成为(化石燃料)的一种可行替代品,”他说。“这可能是未来的现实。”

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