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电池技术将定义可再生能源的未来

2018-12-06   点击量:534

这是一个参与能源创新的激动人心的时刻。随着电动和混合动力电动汽车的新型号的推出,以及更重要的是,在公用事业层面对可再生能源发电和存储技术进行大规模商业投资,消费者层面已在多个方面取得了进展。


可再生能源,特别是太阳能和风能,正迅速成为新一代发电投资的主要场所。在彭博社2017年新能源展望预测,10.2万$将在新的发电通过全球2040来度过的,这一个庞大的72%将在新的风能和太阳能发电厂进行投资。从环境和经济角度来看,清洁能源的广泛可用性是一个令人鼓舞的发展。然而,随着能源市场在从传统能源发电向可持续能源发电过渡的过程中加速发展,行业必须解决日益严重的问题。


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挑战在于越来越依赖风能和太阳能会导致电网变得不稳定。每个人都可以理解,由于云层覆盖和风速,太阳能和风电场的产量会自然波动。随着这些间歇性电源的重要性日益增加,对本地和区域电网造成破坏性冲击的可能性也越来越大。风险范围从对现代电子设备造成严重破坏的局部电压下降到2016年在一些地区几乎整个南澳大利亚陷入黑暗近48小时的停电,此事件随后几个月普遍出现电力不稳定。


这个问题的传统解决方案是维持"旋转储备"-一个主要设计用于满足需求高峰的化石燃料发电机的备用网络。最终,更有效的解决方案在于能量存储,尤其是先进的电池技术。电池是平衡可再生能源主导电网的最佳方式,因为它们可以快速地向电网注入电力,并以确切的量来阻断和平滑波动。


当然,广泛部署能量存储的主要障碍是电池本身的高成本以及难以获得足够的电池以满足公用电网内的需求。那变化很快。特别是对锂离子(Li-ion)电池的技术,供应链和生产设施的投资使它们达到了可扩展的解决方案。


例如,当波多黎各去年在飓风玛丽亚造成的破坏后开始重建其基础设施时,电信运营商努力维持能源供应以为其电池塔供电。在电网断电后,备用柴油发电机全天候运行,现场燃料供应迅速耗尽,并且由于与道路和基础设施相关的风暴损坏,再次供应证明几乎不可能。


风暴过后几天内手机覆盖范围丢失,几周内未再恢复。便携式现场混合动力系统结合了太阳能电池阵列,锂离子电池,小得多的柴油发动机和智能控制系统,可在这三种能源之间切换,可为波多黎各的电池塔供电长达100个天。在持续的重建过程中,这种恢复能力和效率将减轻重大负担。人们可以想象许多其他应用,其中便携式混合能源技术将带来巨大的收益:加油站、诊所、学校、社区中心和商店。


电池存储也成为电网规模的首选解决方案。在风能和太阳能的过度增加导致电网崩溃之后,南澳大利亚政府寻求一种平衡的解决方案,包括额外的旋转储备和公用事业规模的电池。特斯拉在那里安装了世界上最大的锂离子电池农场。其他公司和公用事业公司也开始部署锂离子电池,以稳定美国,欧洲和亚洲的电网。

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钜大特种电池工程研究院

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