电池的好处:能源储存的出现

作者:Ned Ryan Doyle

电池在我们的现代生活中无处不在,在手机、电脑、汽车、钟表、玩具、工具和更多的应用中。然而,电池供电的家庭或企业的想法可能会很快引起嘲笑或怀疑的目光。

当然,全球有数十万,如果不是数百万,使用电池的离网应用,但在电网上的传统甚至绿色建筑中安装电池系统的想法似乎与许多人无关。幸运的是,随着能源储存被纳入现代电网基础设施,这种观点正在改变,这对房主、企业和公用事业公司都有好处。

从锂离子到有机基电池,快速发展的储能电池技术受到了广泛的关注,但这里的重点不是如何存储能量,而是为什么要存储能量。

拥有一个住宅或商业电池系统有四个主要好处:增加可靠性解决高峰需求问题电网稳定而且气候变化

供电的可靠性对几乎所有人来说都非常重要,对一些人来说也至关重要,比如那些依赖医疗设备的人。电力中断从短暂的中断持续到许多天。由于公用事业机组人员的异常反应,除重大自然灾害外,平均停电时间通常只有几个小时。拥有一个家庭电池备份系统,就像为你的电脑提供不间断的电源一样,可以避免大多数的中断。

如果家庭或企业有太阳能光伏(PV)系统,那么电池系统可以在长时间停电期间由太阳现场充电。许多绿色建筑公司已经提供了太阳能技术,在设计中加入电池存储可以增强额外的、可扩展的备用电源的选择。在现有的太阳能光伏装置上增加一个新的电池系统是另一个可行的选择。

在公用事业规模上,能源存储可以提高高峰需求时间的可靠性,以避免局部电力削减造成的停电。能源存储选项还允许公用事业单位扁平化其日常发电输出周期,更有效地利用较低的夜间发电水平。

高峰电力需求问题在冬季供暖季节在北卡罗莱纳西部处于最前列杜克能源公司将关闭其位于朱利安湖的燃煤发电厂,并建造两个天然气联合循环涡轮机。杜克能源目前的需求峰值预测显示,该公司还需要第三台天然气涡轮机除非在未来几年内,峰值需求每年减少约17兆瓦。

由于目前的公用事业基础设施规划是围绕最坏的能源需求高峰需求进行的,减少冬季的高峰需求可以为纳税人和公用事业节省资金。在一系列有前景的机会中,在住宅、商业和公用事业应用中部署电池存储可以直接帮助解决这一挑战。从电池充电,而不是增加发电量,可以显著降低峰值需求。

建筑天气预报、实时需求响应程序、负荷转移、提高供热系统的效率、具有双向数据交换的先进仪表基础设施(AM雷竞技网页版I)、太阳能热以及像地热这样的先进供热和制冷系统也将发挥作用。值得注意的是,仅从狭隘的经济角度来看,即使不包括运行、燃料需求和成本,投资于这些机会来降低峰值需求比投资于建设第三台天然气涡轮机的资本成本更有成本效益。

杜克电池圣丹斯太阳能
图片由杜克能源提供。
位于加斯顿县的芒特霍利微电网项目采用Saft 650kW锂离子电池和200kW Alevo锂离子电池。电池存储系统集成到一个微型电网中,其中有超过115kW的太阳能电池板。此外,特斯拉和Enphase的住宅储能系统正在接受测试,并提供了关于表后储能未来效益和运营现实的宝贵见解。

电网稳定是对电网向用户供电的电压、电流和频率进行可靠维持的复杂公用事业要求的总称。从公众的角度来看,这可能是最不引人注目的好处,在很大程度上是因为电网目前在稳定方面非常成功。

近一个世纪的集中式电网系统的发展和运行,使得传统电网基础设施总体上非常可靠和稳定。中央电源(无论是大型水电、煤炭、天然气还是核能)接入数千英里的输电线,将兆瓦的单向电力输送给数百万终端用户,这是技术和工程上的奇迹。

然而,以太阳能和风能为主的分布式能源的迅速发展改变了工程方程,对电网的能源分配和电压、电流和频率稳定提出了新的挑战。好消息是,我们对老化的电网基础设施进行了久违的新投资和升级,仅杜克能源公司(Duke Energy)就投入了数十亿美元用于广泛的电网改善项目。

显然,技术方面是非常复杂的,然而,简单地说:电网基础设施现代化的时机正处于正确的轨道上,不仅包括来自太阳能和风能的清洁能源,而且还包括广泛的分布式能源服务和客户资源,以支持更快速、更可靠、更清洁和更经济的电网系统。

气候变化是我们就能源和资源开采政策采取行动的最重要原因。向更低的碳足迹和减少对环境的影响过渡是必要的,原因有很多。我只想说,气候变化是一门既定的科学。

解决气候变化问题没有单一的灵丹妙药;相反,答案在于一个综合的方法,主要包括发电、运输、建筑科学和农业实践(这里没有讨论)。

除了快速出现的使用清洁能源的电动汽车外,能源储存是使用可持续能源产生可靠、稳定的电力的一个重要因素。事实上,电动汽车已经与公用事业规划和住宅应用(如家庭充电站)交织在一起。

绿色建筑科学是另一个重要元素,因为它集成了许多策略,从高效提供需求减少到真正的净零能源设计。

就像许多看不见的,但令人难以置信的有效的能源效率措施(如阁楼隔热),电池不像太阳能电池板或风力涡轮机那样具有“gee whiz techno”的视觉吸引力。然而,正如提高效率的措施对于减少对更多发电能力的需求至关重要一样,能源储存对于管理和分配我们的下一代清洁、可持续发电的电力至关重要- - - - - -因为气候变化很重要。

是的,电池系统对环境和碳排放都有影响。然而,就像太阳能一样,与目前不可再生的化石燃料和核能的影响相比,碳足迹和经济成本只是很小的一部分。

就像太阳能的前期成本急剧下降一样,尖端电池和储能成本也开始下降。有趣的是,传统的、经过时间考验的浸水铅酸电池在许多能源应用中仍然是最具成本效益的,比如住宅能源系统,而且几乎是100%可回收的。

持续不断的电池技术研发对于提高效率、减轻重量和延长生命周期至关重要,但我们已经有了经过验证的新兴技术来开始能源存储转型,以支持清洁能源发电- - - - - -具有成本效益和环保责任。

奈德·瑞安·多伊尔是一位可持续能源和环保倡导者,拥有数十年的经验和行动主义。目前,他是能源创新工作组技术工作组的联合主席,在一个由个人设计和业主建造的完全离网的太阳能供电的车间工作。Ned联系在nedryandoyle@earthlink.net

您还可以查看这篇文章,因为它最初发表在第38页2017-18版目录。雷竞技是投注网站

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