巨大的混凝土球如何使风力发电更有效

能量球,太棒了!
Hans Hillewaert, Wikipedia

风力发电非常棒:我们只需建造涡轮机,捕捉微风带来的能量即可。但是,就像古代水手遇到的情况一样,无风的日子会带来麻烦。间歇性能源无法满足对持续供应有要求的电网的需求。

为了解决这个问题,工程师们想出了许多方法来储存风力发电产生的能量,以便在无风时使用。这些想法包括巨大的飞轮、碳中性天然气以及由砾石和氩气制成的巨型电池。现在,麻省理工学院的Alexander Slocum、Brian Hodder及其同事们展示了一种新的能量储存方式——巨型空心混凝土球。他们本月在《IEEE汇刊》上发表了他们的研究成果。

Storage Concept
Alexander Slocum, MIT

这个概念非常简单:漂浮的海上风力涡轮机在运转时,将大部分产生的电力输送到电网。然而,一部分电力则用于将海水从位于海底的直径25米的空心球体中泵出。一旦风力减弱,水泵就会停止工作,海水通过涡轮机涌回球体;海水驱动涡轮机,从而发电。研究人员计算出,一个这样的球体,如果固定在400米深的水域,可以储存高达六兆瓦时的电力。几百个这样的球体就足以抵消一座典型核电站一小时的能量输出。

据研究人员称,初步估计显示,建造和部署一个球体的成本为1200万美元,是典型陆上风力涡轮机成本的三到四倍。但担心成本还为时过早,因为目前只建造了一个直径30英寸的概念验证模型。麻省理工团队计划建造一个直径为三米的球体,但还需要进一步的资金支持来建造一个用于水下测试的10米直径的球体。尽管如此,这项投资可能仍然值得——研究人员估计,具有储能能力的漂浮式海上风电场可以满足我们20%以上的能源需求。

 

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