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“搬磚”就能儲能!全球首個(gè)重力儲能項(xiàng)目封頂

蘇電牛思發(fā)布時(shí)間:2023-10-08 10:51:43

  148米的高樓不住人,也不辦公,就是為了存放重物來“搬磚”。這聽上去是不是有點(diǎn)匪夷所思?但是在江蘇南通還真有一座這樣的樓。

  近日,全國首個(gè)重力儲能項(xiàng)目——如東100兆瓦時(shí)重力儲能項(xiàng)目主體工程正式封頂。項(xiàng)目主體建筑是一座長122米、寬110米、高148米的35層儲能塔,用于存放和升降重力塊。

  什么是重力儲能?

  重力儲能,是要把重力儲存起來嗎?其實(shí)還真差不多。

  這是一種新型儲能技術(shù),其原理是利用構(gòu)筑物、自然或人工地形等產(chǎn)生的高度差,通過人工智能算法控制儲能塊的垂直提升和水平位移,實(shí)現(xiàn)勢能與電能的轉(zhuǎn)換。


▲充電模式模擬示意圖。

  充電模式下,系統(tǒng)中的同步發(fā)電機(jī)作為電機(jī)使用,吸收風(fēng)電、光伏等新能源或電網(wǎng)中的富余電能,將重力塊提升到一定的高度對能量進(jìn)行存儲,完成電能-機(jī)械能-勢能的轉(zhuǎn)換。

  放電模式下,系統(tǒng)通過釋放重力塊帶動同步發(fā)電機(jī)發(fā)電,將電能再次送入電網(wǎng),完成勢能-機(jī)械能-電能的轉(zhuǎn)換。


▲放電模式模擬示意圖。

  以如東100兆瓦時(shí)的重力儲能項(xiàng)目為例,該項(xiàng)目配備了12600塊單體重量25噸的儲能質(zhì)量塊,通過自動控制系統(tǒng)在儲能塔內(nèi)升降以達(dá)到充放電的目的,并采用“兩進(jìn)一出”接線并網(wǎng)方案,即從電網(wǎng)、綠電側(cè)接線充電,發(fā)電并入電網(wǎng)。

  重力儲能的獨(dú)特優(yōu)勢

  目前大家常聽到的儲能方式有「抽水蓄能」「化學(xué)儲能」,三者各有各的特點(diǎn),咱們一先看一張表。

  在原理上,重力儲能與現(xiàn)有成熟的抽水蓄能技術(shù)相近,一個(gè)抽水一個(gè)抽儲能質(zhì)量塊。

  但抽水蓄能電站建設(shè)周期長,對地形、環(huán)境要求更高;電化學(xué)儲能功率范圍較廣?能量密度高,相較其他新型儲能技術(shù)成熟度更高,但其在大規(guī)模應(yīng)用過程中也存在熱失控、易燃等安全隱患,且淘汰的電池組件對環(huán)境影響大。


▲抽水蓄能站。

  因此,綜合來看,在南通這類平原地區(qū),重力儲能是最佳選擇。它的充放電次數(shù)不受限制,儲能安全性和穩(wěn)定性更高,且無化學(xué)原料泄露和污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。

  如東重力儲能項(xiàng)目設(shè)計(jì)配置的4臺6.5兆瓦發(fā)電機(jī),總計(jì)功率為26兆瓦。這個(gè)發(fā)電量可供夏季約4000戶居民正常使用空調(diào)等家電。按照設(shè)計(jì),充電和放電周期都為4小時(shí),儲能項(xiàng)目所有重力塊升降一個(gè)來回,能夠儲存釋放10萬度電。

  “看天吃飯”需要“調(diào)節(jié)器”

  除了地形原因外,還有一個(gè)重要的原因就是新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性。

  南通如東縣是全國海上風(fēng)電第一縣,并建有全國首個(gè)漁光互補(bǔ)一體化示范項(xiàng)目,風(fēng)電、光伏等新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。截至目前,如東地區(qū)風(fēng)電、光伏并網(wǎng)規(guī)模超600萬千瓦,預(yù)計(jì)“十四五”末將超過千萬千瓦。

  然而新能源“看天吃飯”的特性,使得峰谷差本來就大的電網(wǎng),面臨巨大的新能源消納和電力供需平衡壓力。

  重力儲能技術(shù)作為新能源優(yōu)化配置儲能,是促進(jìn)新能源消納的有效手段之一,可在更大時(shí)間尺度和空間范圍內(nèi)調(diào)節(jié)互濟(jì),實(shí)現(xiàn)高效利用,同時(shí)能有效平抑風(fēng)電、光伏發(fā)電的出力波動,提升電網(wǎng)接納可再生能源能力。

  如何用好重力儲能?

  利用儲能,一是“儲”,二是“用”。

  存儲方面,在項(xiàng)目落地前,國網(wǎng)如東縣供電公司為項(xiàng)目選址出謀劃策,建議選擇落戶風(fēng)電、光伏密集區(qū)域,最終為企業(yè)線路規(guī)劃減少近400米電纜通道距離,成本投入大大降低。

  同時(shí)創(chuàng)新打造“綠色智聯(lián)”管服平臺,分析實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù),根據(jù)重力儲能容量和用戶負(fù)荷引導(dǎo)用戶調(diào)節(jié)和建議儲能運(yùn)行方式,在電網(wǎng)側(cè)實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲”友好互動,提升綠色電能在能源消耗中的占比。

  使用上,目前,國網(wǎng)南通供電公司正在全省率先利用重力儲能在內(nèi)的電網(wǎng)側(cè)調(diào)節(jié)資源,開發(fā)儲能系統(tǒng)效益測算功能平臺,以如東重力儲能項(xiàng)目為樣本,收集儲能運(yùn)行信息、測試儲能調(diào)峰能力,并進(jìn)行綜合分析,實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)荷電狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測,也為重力儲能技術(shù)的推廣、應(yīng)用提供實(shí)測數(shù)據(jù)。


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