盘点:六种最有出路的储能技能
一名技能人员在房顶查看太阳能电池板。
可再生动力贮存关于协助人类削减对石油和煤炭等化石燃料的依靠很重要,这些燃料会发生二氧化碳和其他导致气候变化的温室气体。
运用太阳能电池板和运用风力涡轮机是两种常见的可再生动力技能。
可是当咱们需求电力的时分,太阳并不总是明丽的,风也不是一向在吹,有时分当需求低的时分,它们会发生剩余的动力。
为了削减可再生动力不稳定的动力发生的影响,科学家和工程师正在研讨贮存剩余动力以备需求时运用的办法。
有许多不同的办法能够贮存能量,新的储能技能一向在被开发和完善。
以下是一些最好和最有出路的贮存可再生动力的办法。
1.电池
电池或许是最常见的贮存能量的办法。
从智能手机到轿车,人类在各种电子设备中都运用电池。
现在最受欢迎的电池是锂离子电池。
据华盛顿环境与动力研讨所(Environmental and Energy Study Institute)说,这种电池用于小型设备,在全球电网中占电池储能容量的90%以上。
电池内部的电解液是一种由带电离子构成的液体物质,它与电极资料结合后发生化学反应,然后发生电流。
在锂离子电池中,电解液将带正电的锂离子从正极带到负极来为物体供电,反之亦然,当电池充电时,能够运用可再生动力来完结。
锂离子电池也有一些缺陷。
例如,依据华盛顿大学(University of Washington)清洁动力研讨所(Clean Energy Institute)的研讨,跟着时刻的推移,它们的功率会下降,更有或许失效。
它们的大规模生产成本也很高,并且提取制作它们所需的原资料会对环境形成负面影响。
像大多数其他的能量贮存办法相同,电池不能保存一切的能量;依据国际动力理事会(World Energy Council)2020年的一份陈述,它们的能效为85%至95%。
图片显现了电池的作业原理。
(图片来历:卡尔·塔特)
2.抽水蓄能
西班牙的抽水蓄能电站
抽水蓄能,一种水电设备,运用两个水库来贮存电能。
剩余的能量被用来把水从较低的水库抽到较高的水库。
当需求电力时,高水库中的水被开释出来,经过发电的涡轮机回流到低水库。
并不是一切用来把水抽上来的能量都在开释的时分被回收;依据2020年国际动力理事会的陈述,水力储能的功率约为75%至85%。
据环境与动力研讨所(Environmental and Energy Study Institute)称,国际上最大的抽水蓄能设备坐落美国弗吉尼亚州,为大约75万户家庭供电。
抽水蓄能体系一般建在河流内或河流邻近,与水力发电设备一同。
但是,它们也能够运用海洋中的海水。
日本冲绳岛上的抽水蓄能体系,便是经过管道将海水从海洋中抽出,并输送到山上。
然后该体系将水经过管道开释出来,驱动涡轮机发电。
3.热泵储电
风力涡轮机周围的一片太阳能电池板,这些可再生动力能够运用热泵储电技能来贮存。
热泵储电技能,运用可再生动力发生的电能加热保温罐内的砾石或其他保温资料。
在需求时,这些热量能够用来发电。
该办法运用了简单获取的资料,如砾石,因而简直能够在任何地方装置。
依据2017年宣布在《可再生和可继续动力谈论》杂志上的一篇论文,热泵储电的预期功率范围在50%至70%之间。
这项技能仍在开发中。
依据2020年宣布在《动力研讨前沿》(Frontiers in Energy Research)杂志上的一项研讨,英国纽卡斯尔大学(Newcastle University)首个演示的热泵储电设备在2019年的功率为65%。
4.重力储能
一家名为“Gravitricity”的英国公司正在开发一种充分运用重力的技能。
该办法运用电能提高绞车上的重物,然后开释这些重物来带动发电机,然后回收用来提高重物的大部分能量。
据《卫报》2019年报导,这种设备能够在抛弃的矿井中制作,在超越2620英尺(800米)深的矿井中投入约13200吨的重物。
据Gravitricity网站称,该技能的猜测功率为80%至90%。
《日子科学》此前报导称,另一种依据重力的体系运用剩余的能量将火车拉上斜坡,然后让火车滑下来,开释贮存的能量。
据报导,一家名为“先进铁路动力贮存”(ARES)的公司正在美国内华达州开发这种体系。
5.压缩空气储能
压缩空气和氢气储能的概念图
《日子科学》此前报导,压缩空气储能体系将空气泵入地下空间以添加压力,可依据需求开释空气来驱动发电。
假如工厂在高压空气中混合焚烧天然气,会发生更多的动力,但这会发生二氧化碳排放。
依据2020年国际动力理事会的陈述,该体系的功率在70%到89%之间。
现在,至少有两个运转中的压缩空气储能设备。
依据《可再生和可继续动力谈论》杂志2021年的一项研讨,第一个设备于1978年在德国Huntorf树立,阿拉巴马州的第二个设备自1991年以来一向在运转。
6.氢储能
氢被用作一种化学能贮存方式。
据美国动力部称,电解进程将水分解为氢和氧元素。
然后,氢气能够被贮存起来,用作发电的燃料。
氢还能够用来驱动氢燃料轿车,以削减运送进程中的温室气体排放。
依据2020年国际动力理事会(World energy Council)的陈述,运用氢贮存动力的功率为35%至55%。
氢燃料电池是贵重的,由于它们需求贵重的金属,如铂。
但是,据环境与动力研讨所称,它们能够被用于电信中继等要害设备的供电。
(原文来自:全球动力 全球储能网、新动力网归纳)
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