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科学家提出新储能概念:将建筑物变成电池以廉价提高电能质量

发布时间:2022-12-03 01:06:55 | 作者:米乐买足彩

  为了确保电力供应和需求的适当平衡,由于风能和太阳能等可再生能源的成本大幅下降,储能技术正变得更加必要。通过使用国际应用系统分析研究所(IIASA)研究人员提出的一种新颖的储能理念,大都市地区的电力质量可能会得到改善,该理念可以将高大的建筑物变成电池。

  在过去几年中,全球通过使用太阳能、风能和其他可再生技术发电的能力一直在大幅增长,到2026年,预计这种能力将比2020年的水平增加60%以上。这相当于目前全球核电和化石燃料的总发电量的总和。国际能源署估计,到2026年,可再生能源实际上将负责世界电力容量增长的约95%,其中太阳能光伏发电占到一半以上。但是为了向低碳或零碳社会迈进,需要创新的解决方案,以及替代传统能源系统的能源储存和消费。

  在他们最近发表在《能源》杂志上的研究中,IIASA的研究人员提出了一种基于重力的新型储能系统,利用电梯和高层建筑中的空置公寓。这个奇怪的概念被作者命名为电梯储能技术(LEST),通过提升湿沙容器或其他高密度材料来储存能量,这些材料通过自主拖车设备被远程移入和移出一个电梯。LEST是一种耐人寻味的可能性,因为高层建筑已经建有电梯,因此不需要更多的投资或空间占用,而是以一种新颖的方式利用已有的东西,为电网和建筑所有者产生价值。

  “我一直对涉及势能的课题很着迷,换句话说,随着高度的变化产生能量,如水力发电、抽水蓄能、浮力和重力储能等。重力储能的概念最近也在科学界和初创企业中得到了极大的关注。自从最近搬进14楼的公寓后,我花了相当多的时间在电梯里上上下下,”主要作者、IIASA可持续服务系统研究小组的研究员Julian Hunt解释说。

  据作者称,使重力储能解决方案可行的主要挑战是电力容量成本。LEST最重要的好处是,动力容量已经安装在带有再生制动系统的电梯中。全球有超过1800万部电梯在运行,其中许多电梯有相当长的时间是静止的。研究人员的想法是,当电梯不被用来运送人时,它们可以用来储存或发电。

  与任何新系统一样,在部署该系统之前,仍有一些细节需要进一步完善。这包括找到空间,当系统完全充电时,将系统所依赖的砝码储存在建筑物的顶部,而当系统放电时,则储存在建筑物的底部。在这方面,空的公寓或走廊可能是可行的选择。另一个考虑因素是安装该系统的现有建筑物的天花板承载能力,也就是说,每平方米的天花板可以支撑的总质量而不倒塌。然而,能够在电力大部分消耗的地方(如城市)储存能源,将大大有利于能源网,LEST可以提供负担得起的、分散的辅助服务,这反过来可以改善城市环境中的电力质量。

  “像LEST这样的环保和灵活的存储技术,在未来大部分电力来自可再生能源的情况下,将对社会变得越来越有价值。因此,政策制定者和电力系统监管者需要采取策略,激励终端用户,在这种情况下,高层建筑,与中央电网共享其分布式存储资源,如LEST。”研究报告的共同作者、IIASA综合评估和气候变化研究小组的研究员Behnam Zakeri总结说:“这种分布式资源的协调利用,减轻了对大规模中央存储系统的投资需求。”

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