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風電繁榮促進蓄電技術發展
風力發電場近年來發展迅猛,但由于其電力輸出可靠性較差且難以預測,因此,為確保電力供應穩定和利潤增加,電力供應商競相開發能量存儲技術。


  美國夏威夷州官方希望到2030年,70%的能源需求由來提供,而該州風力發電卻面臨問題,主要是電力機構無法將過剩的風電輸出給臨近的公司,也無法在風力較弱時輸入電力。如在當地毛伊島(Maui),總體風力發電能力可以達到該島用電峰值的四分之一,但發電高峰和需求高峰的時間并不一致,這就給夏威夷州完成目標帶來了難題。


  《紐約時報》稱,目前最好的選擇似乎是利用蓄電池。在紐約州和加利福尼亞州,電力機構正開發一種電力存儲技術,甚至可以達到 “套利”的空間,即利用較低價格買入午夜等時段的電力,幾小時后再以較高價格售出。在美國中西部地區,公用事業機構展示了另一種電力存儲技術,在一分鐘甚至更短的時間內可反復數次進行充電放電的轉換,協助電網抵御太陽能、風能以及傳輸失敗的波動。在德克薩斯州,電力公司通過在不同地點放置由一條傳輸線路連接的電池來穩定電壓。


  風力發電行業許多企業認為,可再生能源目標可以達到。夏威夷電力公司發言人彼得·羅賽格(Peter Rosegg)表示,如果能源來源是間歇性的,“沒有蓄電池就無法實現目標”。該公司已經同意從瓦胡島(Oahu)北部海岸的一座風力發電場購買電力。發電場裝機容量為30兆瓦,并由Xtreme Power公司安裝一臺15兆瓦的電池。


  羅賽格稱,此發電場位于夏威夷最好的風力發電場選址之一,但其電力供應變化無常、缺乏穩定。此外,發電場是島上距離公司負荷中心火奴魯魯最遠的地點,甚至脫離了公司的高壓傳輸骨干網。


  Xtreme Power公司總裁卡洛斯·科(Carlos J. Coe)表示,計算機將努力保持電池在一天中的大多數時間位于半充電狀態。如果風力驟然增強或減弱,電池將平穩電流,使電網看起來是逐步增減。


  夏威夷風力發電設施成功之處在于其頻率調節功能。交流電系統每秒運行60個周期,而電池可以在一秒內進行60次從充電到放電或相反方向的變化,從而保持頻率穩定。電池系統可以用于贏利,在價格較低時存儲電力,而在價格較高時釋放電力。該電池可以容納10兆瓦時的電量,相當于一個30兆瓦的發電場滿負荷運載20分鐘產生的電力,存儲容量驚人。


  First Wind公司和Xtreme Power公司都沒有透露電池系統的成本,但公開數字顯示,該風力發電場成本大約為1.3億美元,電池系統耗資1000萬美元,美國能源部提供了1.17億美元的貸款擔保。(1美元約合6.78元人民幣)


  電力存儲對于消費者的成本和價值很難預測。非高峰時期存儲的電力成本低廉,而高峰電力成本則非常昂貴。《紐約時報》表示,如果對可再生能源的依賴減少了對煤炭和天然氣的需求,這是一個額外的好處。


  卡洛斯·科估計,電池系統的效率在90%以上。若這個數字得到證實,該電池系統確實是個重大進步。目前,使用的效率最高的能源存儲形式當屬抽水蓄能電站,其效率在70%到85%之間。


  電力機構還使用其他策略來存儲電力和進行調頻。Beacon Power公司正在建設一座由200個飛輪組成的電力存儲庫,儲存電網電力,并保證交流電系統位于精確的60個周期。該飛輪上方是一種可交替作為發電機或電動機使用的裝置,能夠在飛輪里存儲或獲取能量。美國能源部為這個耗資6900萬美元的項目提供了4300萬美元的貸款擔保。


  美國能源部同樣對利用壓縮空氣存儲能量的項目提供支持。剩余電力將空氣泵入地下空洞,當需要電力時,空洞內的空氣注入氣體渦輪發電機發電。
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