新壓縮空氣儲能系統(tǒng)能解決鋰電池能源回收問題嗎?壓縮空氣儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中如何應用?
自從有電力系統(tǒng)以來,人類碰到的最大難題是電能不能大規(guī)模的、工程化、長壽命的存儲,如果這個問題解決了,很多問題都迎刃而解。它的經(jīng)濟性、安全性、電能質(zhì)量、風電和太陽能帶來的波動等等問題都可以解決,在這方面人類還沒有徹底的解決問題。
中國作為一個人口大國,將來向城鎮(zhèn)化發(fā)展,在這個過程中將涌現(xiàn)出數(shù)以十萬計的中小型城鎮(zhèn),它既不是城市,也不是農(nóng)村,而是一個小的城鎮(zhèn),在中國會井噴式的發(fā)展,這樣中國就會建很多的智能微網(wǎng)。每一個微網(wǎng)如果都單獨的跟大電網(wǎng)相連,則需要用很多的變壓器,整個配網(wǎng)將變得混亂,并且空載變壓器太多,會增加低壓側(cè)損耗。
在此背景下微電網(wǎng)、智能微電網(wǎng)成為熱門話題,但里面缺少儲能系統(tǒng),它就不能構(gòu)成智能微網(wǎng)。足夠的儲能設備和能夠快速響應、大規(guī)模、長壽命的儲能設備是建設智能微網(wǎng)、更好地利用太陽能和風能,以及小水電等等清潔能源所不可缺少的基礎(chǔ),儲能系統(tǒng)是建設一個智能微網(wǎng)的一個必要條件。
然而,儲能系統(tǒng)至今還是一項難以完全攻克的難題,各國各科研機構(gòu)都在找尋合適的解決方案,2015年12月11日在2015兩岸四地綠色能源協(xié)同創(chuàng)新論壇暨深圳第十屆洗能源科技年會上,中國科學院院士、清華大學教授盧強院士介紹了一項新的儲能系統(tǒng)發(fā)明專利,吸引了眾多關(guān)注。
壓縮空氣儲能系統(tǒng)
據(jù)了解,現(xiàn)在大量清潔能源被放棄,比如中國風電裝機世界第一,但風機的平均年利用小時數(shù)不到1700小時,其它風電都被丟棄掉了。
最近,有了一項新的發(fā)明專利將這些丟棄掉的風電、光電、小水電進行合理再利用,使用的是壓縮空氣儲能系統(tǒng)應用。壓縮空氣儲能系統(tǒng)也叫壓氣儲能電站(簡稱CAES),這樣的儲能系統(tǒng)在造價上、靈活性、可靠性完全可以跟抽水蓄能系統(tǒng)匹配。
壓縮空氣儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中應用前景廣闊,典型應用場景包括如下幾個方面。
1)削峰填谷。集中式的大型CAES電站的單機容量可達百兆瓦量級,發(fā)電時間可達數(shù)小時,可在電力系統(tǒng)負荷低谷時消納富余電力,在負荷高峰時向電網(wǎng)饋電,起到“削峰填谷”的作用,從而促進電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。
2)消納新能源。分散式CAES電站的容量配置為幾兆瓦到幾十兆瓦,可與光伏電站、風電場、小水電站等配套建設,將間歇性的可再生能源儲存起來,在用電高峰期釋放,緩解當前的棄風、棄光和棄水困局。
3)構(gòu)建獨立電力系統(tǒng)。CAES還可用于沙漠、山區(qū)、海島等特殊場合的電力系統(tǒng)。該類地區(qū)對儲能系統(tǒng)的壽命、環(huán)保等方面有特殊需求。在此情況下,若配合風力發(fā)電、光伏發(fā)電、潮汐發(fā)電等清潔能源,結(jié)合非補燃CAES的冷熱電聯(lián)供特點,則有望構(gòu)建低碳環(huán)保的冷熱電三聯(lián)供獨立電力系統(tǒng)。
4)緊急備用電源。由于非補燃CAES技術(shù)不受外界電網(wǎng)、燃料供應等條件的限制,對于電網(wǎng)出現(xiàn)突發(fā)情況如冰災造成的斷網(wǎng)等,該技術(shù)的應用將能確保重要負荷單位如政府機關(guān)、軍事設施、醫(yī)院等的正常運行。
5)輔助功能。壓縮空氣儲能具有功率和電壓均可調(diào)節(jié)的同步發(fā)電系統(tǒng),且響應迅速,其大量應用可以增加整個電力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用和無功支撐能力,提高系統(tǒng)電能品質(zhì)和安全穩(wěn)定水平。
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