前沿丨海上風(fēng)電儲(chǔ)能方法探究
我國(guó)近海風(fēng)能資源豐富,擁有18,000 多公里長(zhǎng)的大陸海岸線,可利用海域面積多達(dá)300 多萬(wàn)平方公里,是世界上海上風(fēng)能資源最豐富的國(guó)家之一。海上風(fēng)電都在東南沿海距離電力負(fù)荷中心近,并且土地資源緊缺,海上風(fēng)電正可以緩解這些問(wèn)題,為了抓住機(jī)遇,國(guó)內(nèi)各大能源公司“跑馬圈地”,幾乎將我國(guó)適合海上風(fēng)電的海域瓜分完畢,中國(guó)海上風(fēng)電市場(chǎng)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的景象。
海上風(fēng)電與路上風(fēng)電一樣,具有波動(dòng)性、間歇性和不規(guī)則性,使風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)的貢獻(xiàn)率低于10%,在10%時(shí)將給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)隱患。海上風(fēng)電也存在“棄風(fēng)”的難題,需要解決海上風(fēng)電儲(chǔ)能的問(wèn)題。陸上風(fēng)電的儲(chǔ)能技術(shù)在不斷的進(jìn)步,已有一批新的儲(chǔ)能技術(shù)正在研發(fā)中,如:風(fēng)電固體儲(chǔ)能器、太陽(yáng)能固體儲(chǔ)能器等新能源儲(chǔ)能技術(shù),已陸續(xù)開(kāi)發(fā)出來(lái),極大地豐富了陸上風(fēng)電的儲(chǔ)能方式,但海上風(fēng)電儲(chǔ)能還是空白。
目前較為先進(jìn)的是德國(guó)弗勞恩霍夫研究所研發(fā)的海上風(fēng)電抽水儲(chǔ)能系統(tǒng),該系統(tǒng)利用位于海底的抽水蓄能電站儲(chǔ)能,它是將空心球放入深水處,借助空心球,利用深水處的海水壓力儲(chǔ)存能,當(dāng)需要儲(chǔ)能時(shí),用電力從球體中抽水,當(dāng)需要釋放能量時(shí),水流通過(guò)渦輪機(jī)再返回到球體,從而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這一技術(shù)雖然解決了海上風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能的難題,但存在缺陷,首先,適用范圍窄,它只適合深水區(qū),因?yàn)樗缴顗毫υ酱?其次,需要多次轉(zhuǎn)換,效率低,它先由風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能,電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能抽水,水能再轉(zhuǎn)換成電能,效率很低。
近期由河北省承德市張占海研發(fā)的“浮力與重力復(fù)合蓄能式海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)”已獲得成功,它主要是利用海水的浮力進(jìn)行儲(chǔ)能,當(dāng)海上有風(fēng),電網(wǎng)處在用電高峰期時(shí),風(fēng)電系統(tǒng)正常工作,風(fēng)扇帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電;當(dāng)海上有風(fēng),電網(wǎng)卻處于用電低峰時(shí),動(dòng)力通過(guò)系統(tǒng)傳輸,將浮筒壓入海水中,同時(shí)將裝滿(mǎn)海水的水斗提出海面,利用海水的浮力和重力,將動(dòng)力儲(chǔ)存起來(lái);當(dāng)海上沒(méi)有風(fēng),電網(wǎng)又處在用電高峰期時(shí),浮筒由于海水浮力的作用,向上產(chǎn)生動(dòng)力,同時(shí)水斗由于海水重力的作用,向下產(chǎn)生動(dòng)力,將儲(chǔ)存的能量釋放出來(lái)。
它的有益之處在于,它因地制宜,利用了海上風(fēng)電處在豐富的海水中,海水向上可產(chǎn)生浮力、向下可產(chǎn)生重力,有效地利用這兩種力,就實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能,特點(diǎn)是既適合深水區(qū),也適合淺水區(qū);同時(shí)能量是直接轉(zhuǎn)換,效率高。
這一海上風(fēng)電儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)成功,填不了海上風(fēng)電儲(chǔ)能技術(shù)的空白,可有效的解決海上風(fēng)電儲(chǔ)能的難題,將推動(dòng)海上風(fēng)電蓬勃發(fā)展。
責(zé)任編輯:電改觀察員
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