上电
一个多世纪以来,它一直是世界电力系统中缺失的一环。现在,储能是世界上最热门的研究和投资领域之一。
在美国,太阳能和风能等可再生能源的发电量在十年内增长了八倍,仅太阳能发电就增长了43倍。这引起了大规模的增加20倍,实用级电池储能–如建在加利福尼亚Mira Loma 20MW电站,65公里外的洛杉矶,它使用的锂离子电池制造的特斯拉。SMT贴片加工
米拉洛马厂是世界上最大的–直到南澳大利亚政府在七月宣布,它已经签约特斯拉建100MW设备hornsdale 99涡轮风电场储能高峰发电小时并提供整个天当电网最需要它。
“电池储能是我国能源市场的未来,全世界的目光将在我们这个空间的领导,”Jay Weatherill总理在新闻发布会上宣布的工厂,计划将在2017年12月完成。
虽然储能仍然是一个新兴的技术,全球市场已经us2.7亿美元(合34亿美元),预计将增长至us26.1bn 2022,据业内人士分析P &;纽约市场研究。IHS另一位分析师,预测,存储将“爆炸”,从2017 6gw每年安装超过40GW 2022。与此相比,只是0.34gw安装2012和2013之间。
为什么要繁荣?澳大利亚首席科学家Alan Finkel博士在六月告诉全国新闻俱乐部说电池的先进技术以极快的速度前进,部分原因是电池容量和成本的惊人提高。
这是草根革命。他补充说,这是由数十亿人希望他们的智能手机和笔记本电脑之间的费用持续更长时间。为了满足市场需求,全球制造商大量投资于提高充电电池的性能和降低价格。再利用这些电池使厂家配置电网级电池。这些技术现在正以五年前难以想象的水平和成本在国际上安装。”
这是一场漫长的革命。一个多世纪以来,电力一直在实时生成,供即时使用。虽然非常复杂的系统已经发展到管理发电和配电,但简单的事实是需要比实际使用更多的电力。因此,浪费和效率低下,如果能储存电力,就会产生更多的排放。
直到最近,通过修建新的发电站才解决了这个问题。但能源价格的上涨、储存成本的下降和减少排放的压力意味着在需求低的时候捕捉电力,然后将其释放以增加电力需求的高峰,现在已经风靡一时了。
电池存储已成为成本更低,更灵活,比新的天然气“话语”的植物更容易的网站,以发电比燃煤发电站的时间少,应对需求高峰行业首选的方式–生长特征的网格国际。“找工作,在高度城市化地区的交谈的网站很难,”加利福尼亚南部的爱迪生Paul Griffo,其公用事业公司计划通过2018带来104.5mw存储容量在线。
存储已自19世纪90年代以来却限制了它的应用被使用在澳大利亚。像雪山水利计划这样的水坝就是一个例子:水被储存起来,然后逐渐释放出来驱动涡轮机发电。但在缺乏水和高电力需求的国家,水坝是一个有限的解决方案(虽然特恩布尔政府正在探索雪域方案的主要扩展)。Hydro仍然占世界现有能源存储90%,如压缩空气技术、飞轮和储热也在使用,但改变快的事情。电池正方兴未艾,研究也发生在超导磁存储和燃料电池上。
氧化还原流电池是另一种正在起飞的存储技术…率先在澳大利亚由Maria Skyllas Kazacos教授和她的团队在新南威尔士大学。
澳大利亚的研究人员在这些领域都很活跃,在开发高性能的电池和燃料电池的先进特别是CSIRO。其一,结合超级电容器超级–铅酸电池先进的系统(如那些功率闪光灯)–是一种经济、长寿命电源快速充电电池。现在是由日本古河电池公司正在英国进行试验,并在印度农村的电池制造商Exide行业。
氧化还原流电池是另一种正在起飞的存储技术。像铅酸和锂离子一样,它们含有电解质溶液——一种在电池内传输电荷的液体——以及在电路连接时电子流动的正、负端子。然而,与其他电池不同的是,能量储存在电解质中,而不是储存在固体电极中,这意味着储存的能量可以通过加入更多的电解质来提高。
与众不同的是,氧化还原液流电池也可以用新鲜电解液泵加油。功率立即可用,并且可以通过控制电解质流来改变。这意味着在不增加成本的情况下更容易适应大型应用程序——只需使油箱变大。每单位储存能量的成本降低,使得流动电池非常适合于需要几个小时储存能量的大型兆瓦级应用。
有各种不同的设计–溴化锌、硫化物和锌铈–但钒电池现在是全球最常见的形式。这些是在澳大利亚由Maria Skyllas Kazacos教授和她的团队在新南威尔士大学。一个130kwh钒电池系统安装在新南威尔士大学的悉尼校区,和一台15MW仓储设施已于2015北海道,靠近日本的最大的太阳能发电站–一111mw设施在Abira镇。一个更大的,200mw钒电池工厂目前正在建设中的大连市,中国。
虽然锂离子电池得到了广泛的关注,但它们确实存在一些缺陷。随着时间的推移,它们会失去容量;过热和着火;最后只有7000个充电周期(不到10年);放电时只有70%的电力没有损坏。一个单一的故障电池可以降解整个网络,一旦电池被浪费掉,这是一个问题。
相比之下,钒不会过热,至少持续25000个周期(高达100000),在不影响电池寿命的情况下,放电100%的储存能量,电解液可以重复循环使用。
还有成本。锂离子存储系统的平均成本是每千瓦小时1750美元,包括电池、电子设备、安装和系统费用。2020,特斯拉的锂离子“Gigafactory”计划可以降低到400美元/千瓦时。钒储存系统,另一方面,已经提供了500美元/千瓦时的能源,预计将下降到300美元/千瓦时在几年内,并可能下降到150美元/千瓦时2020。
太阳能热储是另一种全新的存储技术,南澳大利亚再次处于领先地位。150MW电站将要建在奥古斯塔港,耗资6亿5000万美元,由于在2020开始运营。它使用一个领域的广告牌大小的定日镜跟踪太阳,或镜子,把阳光集中到一个227m塔加热熔盐(硝酸钠和硝酸钾),它存储的能量。
被称为极光太阳能项目,它将由美国运营商太阳能储备公司建造,并将成为世界上最大的太阳能热电厂。它将占该州能源需求的5%,提供八至10小时的储存,并持续20年。
“太阳能热发电的意义在于它提供的能量几乎就需求通过蓄能使用储热运行的发电能力,说:”能源工程师Wasim Saman教授从南澳大利亚大学。“这是一种比使用电池更经济的储存能源的方法。”