18新利最新登入电网储能是如何运作的吗

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当电力不足的情况,中断和中断发生,令人沮丧的是没有权力。储存能量沿着美国电网可以帮助保持权力。
©iStockphoto.com/TebNad

停机开始在俄亥俄州,打乱了交通在密歇根,减少灯光在加拿大,然后给纽约带来了黑暗,不夜城。2003年年底东北停电,损失了大约60亿美元。

你认为造成如此巨大的停电,一些不同寻常?有人破坏电网吗?有地震吗?不,没有邪恶的计划或自然灾害——几个标准打嗝。美国电网操作像往常一样,但是它故障了,的帮助下电脑故障和一些讨厌的树木瞧——大约5000万人无力量。

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Imre Gyuk,管理能量储存在美国能源部的研究项目,我们可以避免大规模的停电,像大电网2003年储存能量。能源发电站可以存储在单位,沿着输电线路、变电站,在客户附近的位置。这样,当灾害发生,存储的能量可以在任何地方供应的电力。

这听起来像一个大项目,。但是几乎每一个系统,成功地为许多客户保持储备管理。想想。银行储备。目标和沃尔玛这样的超大型的商店保持储备。麦当劳可以提供数十亿美元没有永远储存站和冰柜吗?因为美国电网运营匆忙,而不是储备,是设置的麻烦。明白我们的意思在下一页。

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电网储能在普通的日子里的重要性

在任何一天、电力公司计划用多少电生成第二天。18新利最新登入他们试图预测客户会做什么,主要是通过阅读历史记录使用去年的同一天。然后他们调整这些数据目前第二天的天气预报。

“这是不可能准确预测电力需求将在一个给定的时刻,”约翰说男孩,储能项目管理桑迪亚国家实验室。这个场景让公用事业做出或多或少比客户使用电力。通过网格不匹配发送涟漪,包括交流频率的变化,如果不加以控制,会损坏电子产品。地区电力经理或独立系统运营商(iso),乘虚而入,试图缩小差距通过问一些发电厂改变产生了多少电。18新利最新登入但是核能和化石燃料发电厂不能很快。他们缓慢恶化电力供应和需求之间的不匹配。

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现在,考虑一个闷热的一天会发生什么当人们在洛杉矶全市运行空调。这些都是用电高峰条件下,大多数客户使用最电力时,发生几个小时在每年5至10天。在这些天,设施被称为峰化器工厂被称为转化为行动。这些昂贵的化石燃料植物闲置着,能释放出更多的空气污染比大型燃煤电厂。“我们不想用烟雾弥漫的像洛杉矶这样的城市,但我们无论如何,“Imre Gyuk说。如果峰化器工厂,公用事业公司支付炼铝厂等大客户使用更少的电力。“如果没有工作,你有大面积和滚动中断,“Gyuk说。

与此同时,老变电站重载。他们携带电流比意味着处理,和金属结构的热量。“这不是推荐的做法,”男孩说。

如果电网声音强调,你还没有见过。继续读下去。

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电网储能在非凡的日子里的重要性

也许这不是一个普通的一天。也许树落在电线或雷击。这些中断将会使线的电压的目的。电压变化重启电脑。现在你的闹钟是闪烁的12点。或者更糟:“自动化生产流程,如果计算机重置,它关闭过程。如果你是一个塑料制造商,和你的机器降温,塑料凝固在你的机器,”男孩说。

如果一天的事件超过电力公司的努力补偿?是的,你猜对了,你面临着停电。它肯定发生在2003年在东北。

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随着网格已经匆忙,很难想象添加更多的可再生能源,如风能和太阳能,因为他们是间歇性的能源。我们知道客户是不可预测的,但是现在,电力也是如此。当风意外去世,风电场可以在几分钟内失去1000兆瓦,必须迅速为其客户购买和进口电力。

另一种选择是使用peaker-style化石燃料的工厂,但这增加了空气污染的清洁电力。或自然可以统治。在德州风力发电场,风一吹晚上几乎完全,需求很低,和电的价格变得消极。“这意味着你必须支付网格将电力,”Gyuk说。“我跟人跑他整夜空调冷却房子因为他免费得到它。然后他关上窗户。”

根据Gyuk,这些问题会恶化为我们使用更多的电子和电力。那么可能这些问题的答案吗?电网储能。

在我们深入这个话题之前,重要的是要理解意味着什么储存能量。网格的工作是向每一位客户提供电力120伏,60赫兹。这是通过添加或删除当前的网格。存储设备可以通过添加或删除当前需要的确切时间。

往下读,了解能源存储如何加强电网。18新利最新登入

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类型的网格能量储存:泵水力发电

泵水力发电站使用下降水来发电。一个例子可以看到浣熊山在田纳西州。在山脚下,田纳西流域管理局(TVA)犯了一个湖,攫取了田纳西河。

当客户不使用电力,TVA转移其他电站发电山里发电站。众议院电旋转的涡轮机向后,把湖水山隧道的顶部。28小时后,上盆满了。发电,TVA打开排水管上盆。水瀑布直通山的中心和旋转的涡轮机,发电。它为22小时下降,稳定输出1600兆瓦的电力,匹配的大型燃煤电厂的输出。TVA补充道这电贡献的其他植物在天的高需求[来源:TVA]。

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泵水力发电厂运行在世界范围内,输出200兆瓦至2000兆瓦的电力需求高峰天[来源:科尔]。他们排放没有空气污染,一旦起诉,在15分钟,速度比峰化器和绿色植物。唯一的问题是“我们的好网站,“Gyuk说。

压缩空气储能(压缩空气蓄能)是存储天然气发电厂。通常情况下,这些植物燃烧天然气加热空气,推动涡轮发电机。当天然气发电厂附近的一个地下洞,像一个洞穴或旧我,他们可以使用压缩空气蓄能。在缓慢的日子里,植物可以发电运行一个压缩机,压缩地下室外空气并把它硬塞到洞里。时候客户需要最大的电力,电厂能让压缩空气涡轮冲出,推它,随着正常的热空气。这种压缩空气可以帮助几个小时,稳步增加25兆瓦2700兆瓦的电力工厂的产量在需求高峰的日子[来源:科尔]。

继续阅读学习的地方我们可以储存能量网格。

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类型的网格能量储存:轮子,盘子和循环

现在是时候看看存储提供了一个大的电力或更少的时间。这些系统不能发送大的电力客户,如泵水力和压缩空气蓄能。

飞轮储存能量的旋转。最快的由一个电机,一个悬浮磁铁,真空无摩擦和安全的壳。当有额外的电力网格上可用,它可以运行电机,旋转的磁铁。当需要电力,飞轮可以旋转它在几分钟至几小时的形势需要。

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电网,使飞轮质量控制器。他们擅长稳定频率,正如我们提到的,上下摇摆60赫兹今天在美国。时峰值电力公用事业做出超过客户使用和下降当事业做更少。ISOs飞轮改变现状,因为可以直接控制它们,最终,他们会自动,所以没有人打电话给简在电厂,等待她的提高或降低生成正确的频率问题。快速响应,客户感觉之前的频率可以被夷为平地。事实上,一些美国I.S.O.s是测试飞轮垫[来源:Beacon Power 1,Beacon Power 2,Beacon Power 3]。

飞轮的另一个用途是稳定电网电压。什么能改变这些坚固的高压线路上的电压?试着从停电多米诺骨牌效应,倒下的树木和电动火车。地铁或轻轨列车制动时,发电,提高当地电压和电流激增。当火车加速驶出车站,他们画电,使电压下降和吸电流从其他地方。飞轮可以吸收和释放当前,留下剩下的网格原状。事实上,他们已经测试了在纽约市的地铁[来源:肯尼迪]。

飞轮也对风电场,在那里他们可以自旋向上额外电力在阵风和在die-downs吐出来,所以客户不遭受波动。

超级电容器,甚至比飞轮更快,储存能量分离的指控。“超级”,因为它们比传统电容器储存更多的能量,但他们以同样的方式工作。当有额外的电力,它可以用来推动一些金属板和其他指控,留下一些积极和别人带负电。需要电力,盘子中和时,和电荷流动,使电流。在马德里,北京和其他城市、橱柜的超级电容器缓冲电力火车[来源:西门子]。

超导磁储能、中小企业是另一个办法摆脱在电网电压下降和峰值。在峰值期间,循环线占用额外的电流,在下降,循环返回当前电网。因为线几乎没有阻力,它存储当前几乎没有损失。

接下来,电力存储系统很多人每天使用:电池。

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类型的网格能量储存:细胞

一根塑料管包含电池回收在斯台普斯商店。”width=
电池是适合电力备用和能量储存。当然,这些用于电网储能是一个小小的有点大。
蒂姆·波义耳/盖蒂图片社

电池就像乐高套网格。他们有许多类型,可以堆叠或扩大存储更多的能量,可以驱动电时间为秒。寿命结束,你会发现拖车大小液流电池就像钒氧化还原溴化锌高温电池就像电池储能。这些可以供应20兆瓦的电力几个小时[来源:Gyuk]。burst-of-power结束,铅酸电池今天是常用的。其他电池包括金属气质,锂离子,镍镉lead-carbon。所有电池使用,通过化学反应释放能量。

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电池是在美国电网,通常是在客户端,在工厂,也许你的办公室的电脑,使用一个不间断电源,或联合包裹电子产品运行期间中断运行。

但电池也支持网格的勇气。在查尔斯顿,弗吉尼亚州w .变电站使用过热每次太多客户了电流。然后美国电力安装电池供电高峰需求日子和变电站停止过热。阿拉斯加与力量上的每个故障遭受中断使用锚地和费尔班克斯直到他们安装soccer-field-sized电池的线在故障和修复。

电池还可以帮助风力发电场的地方风只在夜间和白天顾客使用能源。

还有一天使用插入式混合动力电动汽车,或插电式混合动力车,插到墙上的插座充电电池,用于商业电力。正确的连接在你的房子,你停汽车可以运行你的洗碗机。在遥远的未来,许多汽车插入车库可以发送电对电网需要的位置在一个应用程序调用车辆到电网,或V2G。但许多年,因为墙壁插座不能把电池发电,汽车不是商业。

这听起来实用吗?请继续往下读多少成本。18新利最新登入

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电网储能的经济学

“当谈到实际成本,能源存储是不便宜,“Imre Gyuk说。

今天我们可以看到成本的立场,但是他们会下降随着多个存储到网格中。让我们先从存储在发电厂。正如我们前面学到的,电力公司可能储存能量在电厂供电在高需求的日子。植物需要整天大国,只有压缩空气和泵水力发电可以供应。每700美元支付一个压缩空气系统,该实用程序获得1千瓦的电力,提供了超过20小时,足够运行一个咖啡壶整天[来源:EAC,NSTAR]。泵水力发电成本,每千瓦2250美元。

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持续几分钟至几小时的电力,锂离子电池的成本每千瓦1100美元(或咖啡机),飞轮每千瓦成本1250美元,液流电池花费2500美元每千瓦,高温电池等电池储能成本每千瓦3100美元[来源:EAC]。在超级电容器和存储成本更大。

但据Gyuk,我们得到很多投资存储。我们得到了一个网格能够处理更多的风能和太阳能发电厂,没有供应的噩梦。我们得到更少峰化器工厂,这意味着更少的二氧化碳排放和空气污染。我们得到保护停机,根据Gyuk,成本33美分每美元我们花在电[来源:Gyuk 2008]。

电力公司和ISOs将支付存储,如果他们决定安装它。“存储下来的价格。解决问题在其他方面的价格上升。很快,这些价格要交叉,“笔记男孩,暗示成本可能会刺激增加存储到网格中。

将消费者的电费下降的结束?也许吧。有足够的存储空间,实用程序将能够更加可控的方式发电。他们会更好地利用硬件在网格中,输电线路和变电站等,而不是取代或扩大。

即使消费者的电费上涨,“我们会得到一个更好的系统,”Gyuk说。

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