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新創(chuàng)公司 ARES 用電動小火車打造重力儲能系統(tǒng)

作者: | 發(fā)布日期: 2016 年 05 月 17 日 11:28 | 分類: 產(chǎn)業(yè)資訊

隨著風(fēng)力和太陽能等綠色能源發(fā)電廠增加,如何讓電網(wǎng)系統(tǒng)(Power Grid)在發(fā)電尖峰和離峰之間更穩(wěn)定且彈性,也是一個重要的議題,總不能到了夜晚、雨天或風(fēng)弱的季節(jié),大家就等著斷電吧?

加州新創(chuàng)團隊Advanced Rail Energy Storage(簡稱 ARES) 提出了一個點子,將電力儲存系統(tǒng)擴展到幾乎等于整個電網(wǎng),這套系統(tǒng)跟我們熟悉的任何一種靠化學(xué)反應(yīng)的電池都無關(guān),而是以“重力”儲存電力。

ARES 的關(guān)鍵技術(shù)與工具,竟然是一座山丘及幾條鐵道小火車,首先用多余的電力驅(qū)動電動火車,拉著大石塊登上山坡,當(dāng)列車停在高處,這些用來推動車廂上山的能源也會被保存在系統(tǒng)中。

當(dāng)載著大石塊的列車下山,電動火車的馬達將轉(zhuǎn)為發(fā)電機,為尖峰時段的電網(wǎng)補充電力。就這樣,隨著列車在山丘上上下下,電網(wǎng)也獲得電力的調(diào)節(jié)。

美國土地管理局(BLM)經(jīng)過綜合環(huán)境評估與生物學(xué)專業(yè)建議,確定無嚴(yán)重生態(tài)疑慮,因此發(fā)給 ARES 一份租約,允許他們在南內(nèi)華達州約 106 英畝(約 42 公頃),坡度為 8° 的公有土地上,打造一套長 8.85 公里的鐵軌,以重力為基礎(chǔ)的中型商用能源儲存系統(tǒng),儲電量 50 MW,發(fā)電功率為 12.5 MWh。這套“鐵軌儲電設(shè)備”將與當(dāng)?shù)?VEA 電網(wǎng)系統(tǒng)連結(jié),并受加州區(qū)域傳輸運營商管理。

ARES 系統(tǒng)的小火車原本用于采礦廠,非常耐用。整個計畫成本大約 5500 萬美元。運營副總 Francesca Cava 表示目前公司已經(jīng)獲得數(shù)百萬的投資,接下來幾個月資金將全數(shù)到位,預(yù)計在 2017 年底或 2018 年初動工,2019 年初啟用。

50 MW 約可供應(yīng) 1.5 萬戶的家庭約一小時的用電量,而 ARES 公司期待未來將建置 3 GW(約? 3000 MW)的大型儲能系統(tǒng)。

除了重力儲能,還有哪些大型儲能技術(shù)?

Francesca Cava 指出,這套“列車重力”儲電設(shè)備效率達 80 ~ 85%,且鐵路及電動火車等設(shè)備都很成熟,不是什么未經(jīng)驗證的尖端科技,大大降低投資風(fēng)險。此外,ARES 系統(tǒng)雖然供電速度沒有電池快,但成本較低,容量也不會隨著時間遞減。

目前也有其他較充電電池成本低,容量大且可長時間儲電的系統(tǒng),例如將離峰電力以水的位能儲存起來,等用電尖峰時候再拿來發(fā)電的抽水蓄能電站,或是在高壓的情況下,把壓縮空氣儲存在地穴或枯井中,需要時再釋放空氣進行發(fā)電的壓縮空氣儲能。不過抽水蓄能電站有破壞生態(tài)的疑慮,又和壓縮空氣儲能系統(tǒng)一樣建造成本昂貴、占地廣大,設(shè)廠限制條件較多﹒。

許多新創(chuàng)團隊都投入新能源儲存技術(shù)的研究,例如多倫多水電和加拿大的水儲能(Hydrostor)新創(chuàng)團隊,將壓縮空氣儲存在湖底或海底的大型氣球中,能源回收率約為 60% ~ 80%;Ice Bear 公司則用離峰時的電力制造冰塊,然后在用電高峰時冷卻空調(diào)設(shè)備。

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