中国储能网讯:长时储能技术是能源革命的支撑技术,为了提供更长时间的储能,新兴的储能技术必须具有与锂电池相当的成本竞争力,特别是应该具有低边际成本的储能能力。
热泵储电系统的能量和功率容量可以解耦,增加能量存储的边际成本非常低。因此,它是一种适宜的长时储能技术。
为了评估双罐储液式热泵储电技术的经济性,来自美国可再生能能源实验室的研究人员开发了系统模型,包括详细的换热器模型辅助以实验数据验证,辅助部件如泵,风扇,电机和发电机等也包括在内。系统示意图如图所示。
▲双罐储液回热式热泵储电系统示意图
使用蒙特卡罗方法评估了各部件成本的概率分布。采用多目标优化方法对系统进行了优化设计,得到了平准化储能成本与效率的帕累托前沿,并与锂电池进行了关键参数对比。结果表明:
(1)使用有效度高达0.95的换热器在经济上能够为系统提供显著的改进。
(2)与使用硝酸盐熔盐的系统相比,使用氯化盐熔盐具有更低的平准化成本和更高的效率。成本效益最佳的氯化盐熔盐系统成本为0.12±0.03$/kWh,效率为60%,而成本效益最佳的硝酸盐熔盐系统成本为0.13±0.03$/kWh,效率为59%,但成本估算的不确定性相当大。
(3)与大规模应用的锂离子电池相比,热泵储电的功率部件成本较高,但能量部件的成本较低。因此,在放电时间大于6小时的情况下,热泵储电可以实现比锂电池更低的平准化储能成本。
进一步降低关键功率部件如换热器和叶轮机械的成本,热泵储电可以在更大规模的储能应用中具有竞争力。