砂石電池能夠儲存等量的電能,且占據更少的空間,造價更為低廉。
風能和太陽能因其供電時斷時續而飽受非議,來自英國劍橋的研究者們正在為改變這一現狀而努力。
最新設計的巨型砂石電池可能是解決風力渦輪機和太陽能電池板供電時斷時續的利器。在無風或無陽光時,該項技術能貯存能量,能有效提升可再生能源的利用,減弱對于新能源技術不夠穩定的批評之聲。
曾在英國民航管理局工作的Isentropic公司創始人Jonathan Howes介紹說,“如果把砂石儲能技術用于風力發電場,便能通過首先貯藏這些時斷時續的不穩定的能源,然后以一個穩定的可控的方式輸出電能。”
工黨政府決心在2020年之前把全國的碳排量減少1990年排量的34%,并在2050年之前消減80%的排放量。為達到這一目標,內閣已經計劃在2020年之前修建數千個風力發電機。當前唯一經濟的儲存大量電能的方式抽水蓄能,即通過水泵把水抽上山,儲存在水庫中,當電力緊張的時候,打開山上的大壩,流水驅動發電機再次發電。
Isentropic公司聲稱其砂石電池能夠儲存等量的電能,且占據更少的空間,造價更為低廉。該系統由兩個放滿砂石的倉組成,電能被用來對氬氣加熱并壓入其中的一個砂石倉,當氬氣通過砂石倉后,氣體溫度被冷卻到常溫,但砂石本身被加熱到500攝氏度。離開砂石倉以后,氬氣被充入另一個砂石倉,在那兒,氬氣恢復正常的大氣壓。這一過程與冰箱制冷原理一致,從而使第二個砂石倉的氣體和砂石溫度降到零下160攝氏度。由風力發電產生的電能以溫差的形式存儲于兩個裝滿砂礫的筒倉里。而再次釋放能量只需要反向這一循環過程,即是能量由熱轉冷驅動發電機產生電能。
Isentropic公司聲稱這一雙向過程的能效能高達80%,同時由于砂石價格低廉,系統每千瓦時儲能的造價為10美元到55美元。
Howes說,儲存在隔熱的砂石倉中的熱量能夠保存相當長的時間,據其測算,一個50米高,直徑為50米的砂石倉三年的能量耗散僅為一半。
為了說明其裝置節省空間,Howes以美國弗吉尼亞州巴斯鎮的抽水蓄能水電大壩作為對比,作為世界上最大的能量儲存系統,該系統包括兩個水庫,占地820英畝并能儲存高達30千兆瓦時的能量,而同樣儲能能力的砂石電池的占地僅為其1/300。
英國能源研究中心的執行理事John Loughhead表示,需要建設試驗裝置來驗證該想法的實際可行性。“問題是它能很好的工作嗎?從工程的角度來看,他們提到的單程能達到的從550攝氏度到零下150攝氏度的溫度差有待驗證,而且碎砂礫進入引擎,阻塞毀壞冷卻和潤滑系統的風險比較大。”
Howes正在著手設計一個最高能儲藏16兆瓦時的試驗裝置。該裝置的兩個砂石倉是高和直徑都為7米的圓柱。有理由相信,若干個這樣的裝置相互連接能夠儲存足夠多的電能,Howes表示能多達千兆瓦時。
2010年清潔制冷貿易代表團的贊助者之一,科技戰略委員會創新項目的負責人David Bott說,“Isentropic公司的工作太棒了,通過科學原理與新技術的組合,旨在幫助電力的消費和制造很好的匹配。比如,通過儲存風力發電機產生的電能,該系統能夠幫助顯著提高風能的使用效率。我們需要在發電存在富余的時候儲存它,從而在電力緊缺的時候使用,Isentropic公司這一極具創新性的系統似乎給出了答案。”
(范珊珊編譯自《衛報》)
責任編輯: 中國能源網