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德国StEnSea抽水蓄能技术完成首次试验 有望解锁全球8170亿千瓦时储能

2019-1-28 13:29| 发布者: admin| 查看: 417| 评论: 0

摘要: 经过几年的研究工作,德国弗劳恩霍夫协会风能和能源系统研究所(IWES)的StEnSea项目(Stored Energy in the Sea)已进入测试阶段,并于上周宣布成功完成了一次为期四周的探索性试验。 图1 StEnSea项 ...

  经过几年的研究工作,德国弗劳恩霍夫协会风能和能源系统研究所(IWES)的StEnSea项目(Stored Energy in the Sea)已进入测试阶段,并于上周宣布成功完成了一次为期四周的探索性试验。

图1 StEnSea项目示意图

StEnSea项目为安装在海底,可与海上风电场联接的大型储能设施。其储能原理类似于常规抽水储能电站的物理原理,但其储能主体为多个内直径30米的混凝土空心球。这些球会被放在600~800米深的海床上。每个球里都有一台水轮发电机和一台水泵。

StEnSea概念设计使用大海作为上水库,其压力梯度大致对应于水的深度。集成了可逆式水泵水轮机的空心腔体作为下水库,放置于海床上。

图2 储能球体设计图

StEnSea系统主要技术参数:

材质:混凝土

壁厚:2.7 m

水轮机:5 MW

充电时间:4小时

容量:20 MWh

内径:30 m

最小水深:700 m

压力:70 bar

存储体积:12 000 m3

效率:80-85%

图3 左图为耗电抽空球中水,右图为放水入球发电

当电网负载低,电力多余时,水泵就会耗电把海水抽出,进行储能。当电网负载高,需要峰值发电时,这些球体的阀门就会打开,让涌进的海水驱动水轮发电。这一概念设计未来将有望在海上风电场附近安装大型储能容量。

建设成本:

储能成本:约2-4欧分/kWh

经济可行性:约20 MWh/个

建造及设备成本:1 200-1 300 欧元/kW,即600万欧元/个

研究人员们预计,如果使用5 MW的水轮发电机,每个内径30 m的空球可以最高连续发电4小时。意味着每个空球都可以存储20 MWh的电力。如果有80个以上的储能球被并联在一起,其总储能效果足以有效地影响电网。该项目负责人Matthias Puchta表示,通过全球探测,适合建造该系统的地点的总储能,加起来一共有8170亿kWh。

为了验证该技术的可行度和搜集数据,研究人员建造了一个1:10比例的缩小版进行探索性实验。这个缩小版空心球被放在了博登湖水下100 m的湖底,进行了一次为期四周的实验。由于该探测性实验的成功,研究人员们表示他们将会着手进行一次为期更长,体积更大的实验。

图4 从博登湖中取出,为期4周的探索性试验所使用的直径3 m混凝土空心球

来源:德国弗劳恩霍夫协会风能和能源系统研究所、麻省理工科技评论综合编译


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