加利福尼亚州正在迈出一小步,朝着其长期目标——到2045年实现100%清洁电力——通过一项对混合储能系统的巨额投资。本月早些时候,加州能源委员会(CEC)授予了3100万美元的拨款,用于开发维耶哈斯·库梅亚伊印第安人部落的微电网。据该委员会11月3日发布的公告,这是CEC授予部落政府的最大金额之一,也是该州新设立的1.4亿美元长时储能计划的首笔拨款。
该资金将支持创建一个长时储能系统,该系统有能力按需提供长达10小时的微电网电力。其目标是作为维耶哈斯社区在停电期间使用的备用能源,并且潜在的好处是,当全州电网压力过大时,该部落可以使用该系统而不是全州电网。维耶哈斯·库梅亚伊印第安人部落主席约翰·克里斯曼(John Christman)也强调了这样一个提供清洁、可再生能源的系统的重要性。
克里斯曼在CEC的声明中表示:“作为一个大型电力消费者,我们认识到自己有责任通过减轻对电网的负担来发挥带头作用,我们真诚地希望该项目的经济和环境效益能够成为可复制的榜样。”
印第安能源公司(Indian Energy)是一家美洲原住民拥有的微电网开发商和系统集成商,将领导该混合能源系统的生产。CEC表示,该系统将是“国内首批此类系统之一”,它将利用太阳能电池板网络和两种不同类型的长时储能电池来发电和捕获清洁能源。印第安能源公司将提供约30,000块太阳能电池板,发电量为15兆瓦,而Eos Energy Enterprises将贡献一个35兆瓦时(MWh)的锌基电池,Invinity Energy Systems将贡献一个10兆瓦时(MWh)的钒氧化还原液流电池,该电池可以在需要时储备能源。据Utility Dive报道,该部落稍后将增加15兆瓦时(MWh)的储能容量,总共创建一个60兆瓦时(MWh)的系统。
该系统独一无二的部分原因在于使用了非锂离子电池,而锂离子电池已成为我们日常生活中许多设备的首选电源——从吸尘器到电动汽车。然而,它们的普及意味着它们的需求量很大,用于大规模存储可能会很昂贵。此外,正如Invinity Energy Systems的首席执行官拉里·祖尔奇(Larry Zulch)向《流行科学》解释的那样,它们众所周知易燃,并且会随着时间的推移而失去效果。
祖尔奇称,他的公司为该电网设计的钒氧化还原液流电池是“电池中的主力军”,因为它们不像锂电池那样存在火灾风险,并且可以使用二十多年。然而,它们确实占用了更多的空间——祖尔奇说,他们的氧化还原液流电池单元大约相当于一个集装箱的大小——因此,它们最适合在有明显更多可用空间的情况下使用,这与手机电池等设备不同。
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这款“主力军”的供电原理如下:集装箱式的单元包含六个模块。每个模块有两个装有液体电解质的储罐和两个电堆,这是产生和储存能量的关键组件。电解质被泵入电化学电池堆中,流经促进离子交换的隔膜。
尽管液流电池可以使用其他元素,例如铁,但祖尔奇表示,钒特别适合用作该过程中的电解质,因为它可以存在四种不同的氧化态,具有四种类型的电荷。这种状态变化是可逆的,因此电能可以被储存和返回,这使得氧化还原液流电池能够长期使用。
祖尔奇说:“从根本上说,钒氧化还原液流电池不会磨损钒,因为它在不断地来回变化状态。”不过,他指出,有时仍需要对电池的机械部件进行维护。
虽然Invinity最近为加州的索博巴消防站(Soboba Fire Station)安装了另一块类似的电池,但为维耶哈斯·库梅亚伊印第安人部落电网设计的这个项目将是他们迄今为止最大的钒液流电池,也是北美最大的同类电池。据Utility Dive称,该混合系统预计将于明年夏天投入使用。