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可再生电能如何长期廉价储存?西班牙科学家想妙招

作者:中国储能网新闻中心 来源:参考消息网 发布时间:2022-04-17 浏览:

中国储能网讯:参考消息网4月14日报道西班牙《阿贝赛报》网站近日发布题为《热光伏电池可以储存大量可再生电力》的文章,现将文章摘要如下:

世界各地的天然气价格正在飙升,导致电力和供暖价格创下历史新高。另一方面,太阳能和风能等可再生能源的兴起正在为能源领域创造一种新的范式:在没有需求的情况下生产出了越来越多的电力。这导致很大一部分电力被浪费。在这种情况下,在需要时利用多余的可再生电力来供暖和供电似乎是合乎逻辑的。然而,我们面临一个技术问题:我们缺乏一个能够根据需求经济地储存和生产这种能源的系统。

马德里理工大学太阳能研究所的研究人员已经找到了一个可能的解决方案:一种可以非常便宜地长时间储存大量可再生电力的系统。

该系统在《焦耳》杂志最近发表的一篇文章中得到了介绍。它利用太阳能或风能等间歇性可再生能源的过剩发电量,在1000摄氏度以上的温度条件下熔化廉价金属或非金属,如硅或硅铁合金。硅合金在其融合过程中可以储存大量能量。这种类型的能量被称为“潜热”。例如,一升硅以潜热的形式存储超过1千瓦时的能量,这恰好是在500巴压力下加压的一升氢气所含的能量。然而,与氢气不同的是,硅可以在大气压下储存,这使得该系统能够具有更便宜、更安全的优势。

该系统的关键在于将储存的热量转化为电能的方式。当硅在1000摄氏度以上熔化时,它会像太阳一样闪耀。因此,可以使用光伏电池将辐射热转化为电能。所谓的热光伏发电机就像微型的光伏装置,可以产生比传统太阳能发电厂高100倍的发电功率。举例来说:如果1平方米太阳能电池板能产生200瓦,那么1平方米热光伏电池板就能产生20千瓦。而且不仅功率更高,转化效率也更高。热光伏电池的转化效率在30%到40%之间,具体数值取决于热源的温度。相比之下,商用太阳能光伏板的效率在15%到20%之间。使用热光伏发电机代替传统的热电机,能免去使用移动部件、流体或复杂的热交换器。这样一来,整个系统可以变得更加经济、紧凑和安静。

根据这项研究,潜热热光伏电池可以储存大量过剩的可再生电力。“大部分电力会在没有需求的情况下生产出来,因此将在电力市场上以非常便宜的价格出售,”领导该项目的马德里理工大学太阳能研究所研究员亚历杭德罗·达塔斯说,“因此,应该将这些电力存储在一个非常便宜的系统中,因为将如此便宜的一种东西存储在一个非常昂贵的盒子中是没有意义的。出于这个原因,以热能的形式储存多余的电力很有意义,因为它是储存能量的最便宜的方式之一。”硅和硅铁合金可以以低于每千瓦时4欧元的成本存储能量,这比目前的固定锂离子电池便宜100倍。算上容器和保温装置之后,总成本会高一些。但是,根据这项研究,如果储能系统的规模足够大(通常超过10兆瓦时),则有可能将成本控制在每千瓦时10欧元左右,因为届时隔热成本将只是整个系统总成本的一小部分。(编译/田策)

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