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混凝土竟然也能用来发电?会不会颠覆现在的能源储能方式?

日期:2021-11-26    来源:52赫兹实验室

国际储能网

2021
11/26
10:52
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关键词: 储能技术 重力势能 混凝土储能

储能分很多种,比如电池储能、抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能和熔盐储能等等。

除此之外,还有一种最让人不可思议的叫做混凝土储能发电。

对,就是利用混凝土来储存电能,是不是满脸疑惑呢?

这个想法最早是由瑞士一家名为Energy Vault的公司提出,并且人家不是说说而已,还真实际干起来了!

他们用数千块混凝土块去垒出一个巨大的圆柱体建筑,然后在中间放置一台向外伸出6个支架的巨型塔吊起重机,让每一个支架都带着一个重达35吨的混凝土块,上上下下地吊来吊去。

把砖块搬来搬去就能储能? 是不是真的?

嗯!确实是真的!

它的工作原理也很简单,初中物理就能看懂,一点也不超纲。

在生产的电能有盈余的时候,就用多余的电能驱动吊塔,把重达35吨的混凝土方砖吊起,并垒起120米的高塔,相当于30多层楼的高度。

当电力匮乏时,吊塔便把混凝土块放下,让其自由下落,在下落的过程中由重力驱动,吊塔连接的发电机会被带动,从而快速且大量持续发电。

里面用到技术其实就是重力势能。把电能转化为势能储存起来,等需要的时候再通过重力势能释放出来。

塔吊的六个臂协同工作的时候,大大提升了供电持续性,而且材料用的是混凝土块呀,根本坏不了,非常稳定。

这其实与抽水蓄能的方法很相似。

只不过后者是通过将水泵送到高处的水库来储存能量,让水下落带动涡旋机来回收能量,而前者只是利用混凝土和起重机代替了水和水库。

可以说混凝土储能工程都不生产能量,只是能量的搬运工!

这种骚操作也是绝了!

储能效率介绍

值得一提的是,这种储能整套系统价格是不贵的,最昂贵的部分可能就是里面的混凝土砌块。

而为了降低价格,他们开发了一种机器,可以混合城市里经常不要的废物,如建筑垃圾、煤灰、泥土等,用它们来制造出的混凝土材料,成本低,环境污染也小。

它设计使用寿命可达30年以上,同时拥有高达 80% - 90% 的储能效率。

这个很夸张了好吧,我来给大家聊聊其他储能方式的效率。

电池储能最普遍的例子就是现在电动车上的化学电池,储能效率一般在80%左右,缺点也很明显,就是续航能力短、安全性较低,电动车发生电池起火的事件也不少见。

抽水储能,目前来说相对成熟稳定可靠,但是占地面积大,对选址要求很高,储能效率一般在60%-75%左右。

压缩空气蓄能,它是利用电力系统负荷低谷时的多余电量,由电动机带动空气压缩机,将空气压入作为储气室的密闭大容量地下洞穴。

当系统发电量不足时,将压缩空气经换热器与油或天然气混合燃烧,导入燃气轮机作功发电。

它的储能效率是50%,效率较低,毕竟在压缩空气过程中会有一部分能量以热能的形式散失,而在膨胀之前必须要重新加热。

飞轮储能是在电力充足的条件下,由电能驱动真空悬浮条件下的飞轮高速旋转,电能转变为机械能存储。

当系统需要时,飞轮减速,将飞轮的动能转化成电能,有点像骑自行车时的上下坡。

这种方式使用寿命长、储能密度高、不受充放电次数限制,储能效率可以达到90%,但是储能时间短,如供电停止,能量在几到几十个小时内就会自行耗尽。

技术分析

再来看看混凝土储能,它的综合能力还是比较优秀的,而且是高度自动化,全程不需要人为干预。

当起重机在其周围形成一个混凝土砌块塔时,该系统就处于“完全充电”状态,就像一个巨型电池,可存储在塔中的总能量为20兆瓦时(MWh),足以供应2000个瑞士住宅一整天。

当然了,千万别以为这玩意很简单!

里面可复杂着呢,比如它对塔吊的操作精度要求就非常高。

几十米长、迎风飘摆的缆绳,需要做到让5000块砖,每一块的位置误差都小于几毫米。否则,百米高塔就真的会像小孩子搭的积木一样,说塌就塌。

你以为这就完了?

还没完!

2021年4月Energy Vault公司又推出了全新EVx能量库方案。

由于目前透露出来的信息并不多,所以我查了相关资料,只知道比之前会更稳定、可扩展更高、无化学火灾风险、更加适应高温/恶劣气候天气。

同时存储能力不会因时间而耗损,可将潜在能量储存在位于高处的复合储能块中,并可无限期保存。

并且在EVx的基础上还提出了“EVRC”(Energy Vault Resiliency Center?)的整体电厂的雏形,以此来缓慢替代现有老式发电厂。

不得不说,这个想法真的是赞很美好!

并且Energy Vault公司称其建筑材料基本都可以使用可再生环保材料构筑,这有可能就是未来的新型能源电厂雏形了吧!

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