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科學家提出新儲能概念:將建筑物變成電池以廉價提高電能質量
發(fā)布時間:2022.07.21        閱讀次數:

通過使用國際應用系統(tǒng)分析研究所(IIASA)研究人員提出的一種新穎的儲能理念,大都市地區(qū)的電力質量可能會得到改善,該理念可以將高大的建筑物變成電池。

在過去幾年中,全球通過使用太陽能、風能和其他可再生技術發(fā)電的能力一直在大幅增長,到2026年,預計這種能力將比2020年的水平增加60%以上。這相當于目前全球核電和化石燃料的總發(fā)電量的總和。國際能源署估計,到2026年,可再生能源實際上將負責世界電力容量增長的約95%,其中太陽能光伏發(fā)電占到一半以上。但是為了向低碳或零碳社會邁進,需要創(chuàng)新的解決方案,以及替代傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的能源儲存和消費。

在他們最近發(fā)表在《能源》雜志上的研究中,IIASA的研究人員提出了一種基于重力的新型儲能系統(tǒng),利用電梯和高層建筑中的空置公寓。這個奇怪的概念被作者命名為電梯儲能技術(LEST),通過提升濕沙容器或其他高密度材料來儲存能量,這些材料通過自主拖車設備被遠程移入和移出一個電梯。LEST是一種耐人尋味的可能性,因為高層建筑已經建有電梯,因此不需要更多的投資或空間占用,而是以一種新穎的方式利用已有的東西,為電網和建筑所有者產生價值。

“我一直對涉及勢能的課題很著迷,換句話說,隨著高度的變化產生能量,如水力發(fā)電、抽水蓄能、浮力和重力儲能等。重力儲能的概念最近也在科學界和初創(chuàng)企業(yè)中得到了極大的關注。自從最近搬進14樓的公寓后,我花了相當多的時間在電梯里上上下下,”主要作者、IIASA可持續(xù)服務系統(tǒng)研究小組的研究員Julian Hunt解釋說。

據作者稱,使重力儲能解決方案可行的主要挑戰(zhàn)是電力容量成本。LEST最重要的好處是,動力容量已經安裝在帶有再生制動系統(tǒng)的電梯中。全球有超過1800萬部電梯在運行,其中許多電梯有相當長的時間是靜止的。研究人員的想法是,當電梯不被用來運送人時,它們可以用來儲存或發(fā)電。

與任何新系統(tǒng)一樣,在部署該系統(tǒng)之前,仍有一些細節(jié)需要進一步完善。這包括找到空間,當系統(tǒng)完全充電時,將系統(tǒng)所依賴的砝碼儲存在建筑物的頂部,而當系統(tǒng)放電時,則儲存在建筑物的底部。在這方面,空的公寓或走廊可能是可行的選擇。另一個考慮因素是安裝該系統(tǒng)的現有建筑物的天花板承載能力,也就是說,每平方米的天花板可以支撐的總質量而不倒塌。然而,能夠在電力大部分消耗的地方(如城市)儲存能源,將大大有利于能源網,LEST可以提供負擔得起的、分散的輔助服務,這反過來可以改善城市環(huán)境中的電力質量。

“像LEST這樣的環(huán)保和靈活的存儲技術,在未來大部分電力來自可再生能源的情況下,將對社會變得越來越有價值。因此,政策制定者和電力系統(tǒng)監(jiān)管者需要采取策略,激勵終端用戶,在這種情況下,高層建筑,與中央電網共享其分布式存儲資源,如LEST。”研究報告的共同作者、IIASA綜合評估和氣候變化研究小組的研究員Behnam Zakeri總結說:“這種分布式資源的協調利用,減輕了對大規(guī)模中央存儲系統(tǒng)的投資需求?!?/span>