使用重力存储能量和释放网格级功率
文章：Bill Schweber
电力系统工程师可以使用重力来存储来自间歇可再生源和释放网格级电源的能量。
工程师知道大型能源系统有三个主要部分：生成，存储和交付。每个阶段都有独特的特征，并且在它们之间通常会重叠并相互作用。然而，能量存储是一个领域，存在可行性选项的严重需要，特别是随着被风和太阳能的间歇可再生源捕获的能量，如果不能立即使用或存储以供以后使用。
在储存选项中是电化学电池，超级电容器，飞轮，来自电解的氢气，可逆盐状态，压缩空气和泵送水库水。正如您所期望的那样，没有“最佳”储存电能的方法，并且每个技术都具有优缺点，具体而言，取决于许多因素。其中包括规模和缩放问题（储存几千瓦时与Gigawatts-Hours甚至兆瓦，可用空间），安全问题等等。长话短说：网格水平容量的存储很难。
当电源可用时，许多有效的大型电网级存储设施是基于水库的泵送水，升高，允许在需要电源时通过发电机运行。原则上似乎足够简单，但该方案需要两种大型储层足够的垂直分离。
提出的其他替代方案在原型和试运行的各个阶段。有些是纯粹的机械，没有涉及的水，而其他有用的水以不同于经典的二储层技术的方式使用。
基于瑞士的全机系统能量保险库采用自动堆叠和不粘的块，重量高达35吨（一吨是1,000公斤，约2,200磅），全部设定在开口区域，六个起重机臂（图1）。复杂的系统使用高级算法来决定堆栈的堆栈以及最佳堆叠顺序。在必须容纳的问题中，风在运动，摆锤效果，电缆拉伸和通过测序块“掉落”的情况下保持恒定输出的情况下的障碍物和起重机的影响。该公司要求安装的安装是模块化，储存容量为20至80兆瓦的范围，8至16小时的连续电源放电4至8兆瓦。Energy Vault正在瑞士Ticino建立一个大型110米高的演示系统。
图1此存储系统使用六个起重机的协调阵列，并自动堆叠和不粘的块。资源：能量保险库
相比之下，钢母系统将各个重量悬挂在500到5,000吨，每个轴，而不是在open中堆放它们（图2.）。每种重量都有一个绞盘，可以抬起重量或释放它，因此滴剂可以为发电机供电。该公司声称每个单元可以在1到20 MW峰值功率之间产生，输出持续时间为15分钟至8小时。在250 kW额定的演示单位的建筑和测试在苏格兰进行了25吨权重进行。
图2.钢质储存系统将各个重量悬挂在500至5,000吨，每轴重量。资源：钢母
新能源让我们走使用重量和水的组合。电气泵和液压机提起在可移动的活塞上搁置的大型岩石块以储存能量（图3.）。释放电力，从岩石质量的高压下的水被布线到涡轮机和发电机。要求保护的能量存储能力在1到10 GWH之间。
图3.存储系统的设计基于重量和水的组合，在可移动的活塞上搁置大量质量。资源：新能源让我们走
这重力功率方法还使用水，悬挂在深水填充的轴上的大活塞以及滑动密封件，以防止在活塞周围泄漏，并将返回管连接到地面水平的泵涡轮机（图4.）。在操作开始时轴刚填充水，然后密封，不需要额外的水。为了储存能量，电源驱动电动机/发电机泵以迫使返回返回管道并进入轴，抬起活塞。为了产生电力，活塞下降，迫使储水储水，向上返回返回管道和穿过涡轮机，转动电机/发电机。该公司表示，每轴数百兆瓦的时间可以存储;兆瓦示范厂正在巴伐利亚威利厄姆建设中。
图4.该存储方法基于在闭环，充满水轴和返回路径中的大活塞的运动。资源：重力功率
这些设计中的重要考虑因素是它们能够在第二个左右倾斜到完全输出。万博投注网址对于许多源和负载都是不可预测的，这对许多网格应用程序非常有用。
这些选项中的每一个都具有有趣的权衡规模，选址问题，复杂性，成本，潜在的可靠性和能力以及感知和真正的安全问题。有趣的是，看哪一个人获得最多的牵引力，或者也许他们都会做得很好，这取决于位置，功率水平，当地成本，能源需求和替代方案的具体细节。
完全基于我的“肠道感”而没有任何数据，我对多起重机的方法更加持怀疑态度，因为它看起来如此复杂，所以暴露在外面的环境中，需要最复杂的管理和算法。但之前我错了：当介绍USB港口时，我说，“谁需要这个？我们已经有足够的I / O选项。“我们知道USB是如何结果的。
您对网格级能源存储的这些选项的大规模实用性是什么？您是否认为它们是电池农场，水库，压缩空气或其他进入或建议方法的可行替代品？
本文最初发布edn.。
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