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“巨型充电宝”简要介绍之三:压缩空气储能

时间:2022-11-10 21:30:04 编辑:莆仙君

说到充电宝,估计几乎所有人都会想到智能手机时代非常常见的充电宝,它们内置3.7伏锂电池(充满电后达到4.2伏),通过升压电路板把输出电压提升为5伏用来给包括手机在内的多种数码电子产品充电。不过笔者需要强调一下“充电宝”这个词语并不是这种充电产品的专用词语,因为在这之前市场上还有一种叫做充电宝的的小商品,使用的是1节5号电池(包括1.5伏的干电池及1.2伏的可充电镍氢电池),同样通过升压电路板提升电压至5伏,可用于老式小屏手机以及其他一些数码电子产品充电。

手机充电宝

上述两种充电宝都有一个共同点,就是可以储存电能及释放电能,今天要向大家说到的压缩空气储能电站也有输入储存电能与输出释放电能的功能。由于体积庞大,所以也就被形象地称为“巨型充电宝”。

中国空气储能项目原理图

空气储能发电系统是先用电能把空气压缩储存于密闭的容器里(也可以采用一些无泄漏的洞穴),需要放能时再把压缩空气放出,推动汽轮机旋转,以此重新获得电力的一套装置。例如:河北张家口建有全球首个100兆瓦空气储能电站,项目可储存电量1.32亿千瓦时,相当于3万户家庭一年的用电量。

河北张家口全球首个100兆瓦空气储能电站

不过需要强调一下压缩空气储能的主要作用并不是为了应急供电,而是为了参与电网的调频,有利于电网的稳定与安全。由于“双碳”目标的需要,今后清洁能源的占比将会越来越高,但是随之而来会对电网的稳定带来更大的挑战。比如风力发电时风力肯定是忽大忽小而且无具体的规律,太阳能发电则是随着光照强度的变化不停波动,而且夜间不能发电,阴雨天也基本不能发电。所以需要把它们发出的不稳定电能先收起来,然后再通过电网向各用电终端放出,这样就需要用到蓄能电站。

欧洲空气佳能项目示意图

值得一提的是空气储能电站欧美开发得早,但是中国却后来居上在技术上处于领先地位。空气储能首先是要压缩空气,空气受压缩液化过程时会放热,欧洲项目里这个热量就被排放到了自然环境中,等需要发电时液化空气还需要采用天然气来加热,这样不仅增加了碳排放,能量转换效率也只能做到50%。中国项目里压缩空气排放的热量被收集储存起来,等需要发电时就不需要天然气加热了,不仅环保更是节省了能源,而且能量转换效率已经做到了70%。

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