利用海洋底部的水压来存储能量

挪威研究科学家正在研究在海底储电的概念。能量将在高水压的帮助下存储。这是由德国工程师发明的新想法，他在航空航天技术领域工作了很多年。

Subhydro AS公司的发明家和创始人Rai​​ner Schramm说：“想象一下在水下的一艘潜水艇中打开一个舱口。水将以巨大的力量流入潜艇。我们正是要利用这种能量潜力。通过利用海床的压力，许多人提出了存储能量的想法，但是我们是世界上第一个使用正在申请专利的特定技术来实现这一目标的人。”

海底能量存储框图。

Schramm与北欧最大的独立研究机构SINTEF联手研究了这一概念。他说：“ SINTEF在能源发电，材料技术领域，尤其是近海和深水技术领域拥有专家，这意味着我们在一处拥有所需的所有专业知识。”

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为了在实践中利用海底的水压，机械能由可逆泵涡轮机转换，就像在普通的抽水蓄能水电站中一样。

Schramm解释说：“抽水蓄能电站是一种水力发电厂，一旦水经过涡轮机，就可以将水抽回上层水库，从而再次对其进行“充电”。当连接到电网时，这种类型的发电厂将用作“电池”。

在这家抽水蓄能电站中，涡轮机将连接到海床深400至800米的水箱。涡轮机装有阀门，打开时，水会流入并开始转动涡轮机。涡轮驱动发电机发电。一个人可以连接任意数量的坦克。换句话说，在储能能力耗尽之前，水箱的数量决定了工厂可以发电多长时间。

“当水箱装满水时，必须从水箱中清除水，” Schramm解释说。这是通过使涡轮反向运转来实现的，从而使涡轮起到泵的作用。该过程从电网消耗能量，就像一个普通的电池在充电一样。尽管排空水箱所用的能量要比注满水要多得多，但这类发电厂的效率与传统的陆上发电厂一样高。根据Schramm的计算，每个电力清空周期的蓄电效率约为80％。

该系统的另一个优点是，可以根据用户需求缩放设备，包括涡轮机尺寸和水箱数量。正常规模的工厂将在7到8个小时内产生约300兆瓦的电力。这足以为200,000多户（英国）家庭同时供电。

Schramm说：“我们设想，这种类型的存储设备将与风电场一起很好地运行。在强风条件下，多余的电力被输送到海底，以将水从储水罐中抽出。在风少的时期，可以从该水下植物获得能量。太阳能发电也是如此：抽水蓄能电站可以在夜间没有阳光照料的情况下促进恒定的电力生产。”

除了水箱的数量外，海深还决定了工厂的效率：设备越深，海面与海床之间的压力差就越大，单个水箱中存储的能量就越多。

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Schramm解释说：“这就是我们想要在挪威尝试该技术的部分原因。”在他的祖国德国，海水太浅，无法使系统获利，但在世界许多地方，深水区都位于近海处，例如意大利，葡萄牙和西班牙以及北部的海域和南美。

SINTEF正是从这里进入的。挑战之一是开发一种可用于浇铸放置在海床上的水箱的混凝土。SINTEF建筑与基础设施部的Tor Arne Martius-Hammer是强力，轻型混凝土类型的专家。

Martius-Hammer解释了SINTEF的工作，“挑战在于在强度和成本之间找到最佳平衡。如果我们实现了创建至少能承受普通混凝土5倍高负荷的目标，那么我们可以将壁厚减少75％。这是一个关键因素。我们需要达到生产和安装成本，从而使电能存储相对于电能价格而言更为经济。SINTEF将要解决的解决方案之一是用细钢纤维代替普通的钢筋来加固混凝土。这将大大简化生产过程。目前存在可以使用的混凝土，但是我们的工作是开发一种更便宜的替代品。”

利用重力和压力来实现高能量存储效率似乎非常简单。正如斯堪的纳维亚的团队正在弄清楚的是，这更多的是极端的工程实践。

80％的效率看起来很有吸引力。除磨损外，没有电池，化学问题或生命周期问题。混凝土罐可能会持续不定。物理学非常简单，没有任何问题，例如压缩空气会损失能量而导致热量损失。一个人只需要在一个深水区附近。

希望代替普通钢筋的细钢纤维行之有效。

通过。布莱恩·韦斯滕豪斯

原始资料：利用深海压力储存能量的新思路