风能存储至关重要吗？

时间：2021-06-13 12:16:11 来源：

储存风能显然是有用的。但这是必不可少的吗？大量的研究都涉及断言存储是否有用以及断言没有用。实际的共同结果是，美国大陆可以再增加十倍的风能产量，然后才能进行大规模存储。

它不是那么简单。在夏威夷，由于海洋限制了大范围的互连，因此要视当地情况而定。为了达到较高的风速，需要在风源，风向和使用者之间设置一个缓冲装置。夏威夷设定了70％的可再生能源目标，并且从生产到使用到位之间实现某种形式的移动能源生产。

但是大量研究以及欧洲的风能集成经验表明，在欧洲48个州中，如果没有储能，风能的使用可能会增加10倍以上。机会在于使用电网上已经存在的灵活性资源。每天，电网运营商都会通过增加和减少灵活发电机的输出来不断适应电力需求的变化，灵活发电机的发电站例如水力发电大坝或天然气发电厂，可以迅速改变发电量。

峰值需求可以通过储藏在水或罐或管道中的天然气中的能量来满足。电网运营商还将电力从瞬时电力过剩的地区转移到当时需要电力的其他地区。电网运营商使用这些相同的灵活资源来适应风能带来的任何其他可变性。

在美国，根据一天中的时间，电力需求可能会相差三倍甚至更多，在全国范围内，电力系统已经内置了数百吉瓦的灵活性。

与使用新的灵活性资源（例如储能设施）相比，使用现有的灵活性几乎总是便宜得多。当现有的灵活性来源最终饱和时，可以部署许多其他的低成本灵活性来源，例如，建设额外的输电线路，鼓励增加需求响应资源，改革电网运行程序或使发电车队更加灵活。

储能技术的不断进步可使它在提供电网灵活性方面更具经济竞争力。重要的是要记住，风能之类的资源已经可以经济高效且可靠地与电网整合，而且在相当长的一段时间内无需储能。

与此相比，夏威夷的计划是在一个新的30兆瓦的风电场上安装15兆瓦的电池。计算机将在一天中的大多数小时内保持电池完全充满电。如果风突然变强或掉下，电池将使气流顺畅，从而使电网只能看到逐渐的增加或减少，一天中的某些小时每分钟不超过一兆瓦。

夏威夷式装置的设计目的是成功实现一项至关重要但晦涩的功能：频率调节。交流电源系统必须以严格的每秒60个周期运行，并且电池系统可以在60秒内以微小的比例提供和获取电源，从充电到放电的方向变化，反之亦然。步伐平稳。

电池系统还可以用于套利，在价格低廉时存储能量，在价格高昂时传输能量。它可以容纳10兆瓦时，这是如果满负荷运行时20分钟内将产生30兆瓦风电场的能量。那不是很多时间，但是在存储容量方面却是巨大的。套利的原因？公开披露的数字使该项目的规模在1.3亿美元左右，其中约1000万美元用于电池。能源部提供了1.17亿美元的贷款担保。夏威夷的人们将为此付出代价，但是在美国所有人支持该计划的情况下，投资成本将会降低。

像夏威夷这样的孤立的电力系统似乎是非常独特的情况，因为地理条件阻止它们向附近地区发送过多的电力，因此电力系统灵活性的来源有限，电网通常薄弱，电价通常很高。

西班牙，德国，丹麦，葡萄牙和爱尔兰等国家在不增加任何存储资源的情况下，可靠且经济高效地从风电场获取10％或更多的电力的成功具有启发性。同样，得克萨斯州的主要电网运营商也定期从风能中获取20％的电力，也没有使用能源存储。

国家可再生能源实验室在一个简短的引用中总结了这一问题：“目前，在电网上的风渗透水平，存储尚未成为优先考虑的问题。但是最终，随着系统资源的增加，而不仅仅是风能或其他可再生资源容量的增加，该国的电网将受益于储能技术。本质上，电力系统已经以水力发电库，天然气管道，天然气存储设施和煤堆的形式进行了存储，可以在需要时提供能量。如今，储电比使用可调度发电更昂贵。将来，通过电池和压缩空气等技术的进步，储能可能会变得更具成本吸引力。

关键是夏威夷是一个孤立的岛屿，需要存储回去的能源生产并将其转移到需要的时间。另一个问题是，随着可再生能源在总量中所占的比重越来越大，美国大陆也是如此，它既是一个大岛屿，也包括一系列岛屿。

通过NewEnergyandFuel.com的Brian Westenhaus

资源：风力发电问题

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