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德国脑洞大开的抽水蓄能技术有望解锁全球8170亿千瓦时的储能

DeepTech深科技 · 公众号 · 科技媒体 · 2017-03-08 14:35

正文

抽水蓄能已经不是什么崭新的技术了。早在数十年前就有传统的水库类抽水蓄能电站被建成，其的工作原理很简单：在电网负荷低谷，电力价格便宜时，使用多余电力把水抽进水库；而在电网负荷高峰，电力价格持高时，放水出库发电。

这种抽水蓄能电站通常是作为其他主发电厂的配套副发电厂存在的，作为“电池”来调节电厂负载。

但是，由于需要水库配套，传统抽水蓄能发电站对选址的要求极高，山水缺一不可。而由于适合修建抽水蓄能电站的地点大多为山区丘陵地带，这类选址往往又不适合建造风力和太阳能等可再生能源电厂。这意味着，由于其间歇性而最需要储电能力的风力和太阳能电厂无法使用“水力”电池提高其发电的持续性。

为了扩大抽水蓄能技术的选址范围，德国弗劳恩霍夫协会风能和能源系统研究所发明了一种崭新的蓄能方法，并于上周宣布成功完成了一次为期四周的探索性试验。

左图为耗电抽空球中水，右图为放水入球发电

该技术名为海中蓄能（StEnSea），是一种全新的思路。其蓄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。

当电网负载低，电力多余时，水泵就会耗电把海水抽出，进行蓄能。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。

研究人员们预计，如果使用5兆瓦的水轮发电机，每个30米直径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20兆瓦时的电力。如果有80个以上的蓄能球被并联在一起，其总蓄能效果足以有效的影响电网。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8170亿千瓦时。

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米的湖底，进行了一次为期四周的实验。该实验于本周结束，整个球体被打捞出来。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。