中國儲能網訊：隨著風能、太陽能發(fā)電在全球范圍內日益推廣，可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性也成為一個亟待解決的問題。加拿大初創(chuàng)公司Hydrostor認為面對這個棘手問題可以提供良好的解決方案—充氣袋。
Hydrostor計劃在8月份把幾個大型、氣球狀的袋子沉入安大略湖，然后使用Toronto Hydro電網的電運行一臺壓縮機，用空氣填滿這些袋子。當需要用電時，空氣被排出，通過膨脹渦輪機后用于驅動渦輪機作業(yè)。這將是世界上首個水下壓縮空氣儲能的商用設施。
使用壓縮空氣儲能并不是一個新的概念。壓縮空氣儲能系統(tǒng)可以追溯到19世紀70年代。今天，壓縮空氣主要儲藏在地下洞穴、管道，甚至儲藏在汽車或者火車的小型儲蓄罐中提供動力。多年來，科研人員對水下儲能進行過多次試驗，這可以追溯到20世紀80年代2012年，諾丁漢大學動力學教授Seamus Garvey設計了一種使用Thin Red Lin Aerpspace的袋子制作的水下儲能系統(tǒng)，并把它放在遠離蘇格蘭Orkeney島的水下。Garvey教授說：“這是把儲能放在最需要的地方—海上發(fā)電。”
Thin Red Line Aerospace氣球狀袋子
Hydrostor總裁Curtis Van Walleghem指出，他的公司在4年前就開始著眼于這項技術的研發(fā)，主要是作為風力發(fā)電的編外項目。最初，公司計劃使用抽水蓄能。雖然抽水蓄能的效率達到80%以上，但是受地理條件的限制，并且小規(guī)模使用的經濟性不高?！八覀兙拖?，如果將1立方米的水抽到空氣中是最佳的儲能方式，那么反其道而行之或許也是可行的—就是把空氣存入水中，”Van Walleghem補充道。
水下壓縮空氣存儲的原理非常簡單：空氣袋停留在水下至少25米處（理想狀態(tài)是100米或者更深），水的重量就會壓迫空氣，給定的空間內部可以進去更多的空氣存儲能量（每深10米就增加約1個大氣壓，或者10萬帕斯卡）。Garvey教授表示：“在水深500米以下，與能量轉換的機械些成本相比，牽引成本基本可以忽略不計?！?
在該公司的水下壓縮空氣儲能系統(tǒng)中，氣球狀的袋子(Hydrostor稱之為“靈活的蓄電池”）將會被置于水下80米處，可以供應1兆瓦的電力，持續(xù)時間約3小時左右。Hydrostor還會對固定壁的蓄電池（fixed-wall accumulator)進行測試，這種蓄電池會取代容器中的水。Van Walleghem補充道：“這是我們能完成的最小尺寸。還有一種是可以提供20——30MW的電力，時間10-20小時。Hydrostor的終極目標是制作效率在60%-70%的儲能系統(tǒng)。這項技術可以簡單擴容，我們把氣腔做得更大，沒有上限?！苯衲昴甑祝琀ydrostor計劃在阿魯巴島安裝更大、更深的水下壓縮空氣儲能設施。
2011年，Hydrostor測試水下壓縮空氣儲能設施
目前，Hydrostor面臨的一個關鍵技術性難題是當壓縮空氣時，如何捕捉釋放的熱能，并隨后在空氣膨脹冷卻的過程中用于加熱。位于加拿大安大略省溫莎大學的副教授Rupp Carriveau解釋說：“在壓縮過程中，空氣的溫度可以達到650℃。如果你不能捕捉到這些廢棄的熱量，你的能效會很低?！彼谠缧r候對Hydrostor的水下壓縮空氣儲能系統(tǒng)提出一些建議。最終得出的解決方案是把現(xiàn)成的熱交換器和一個隔熱的水槽結合使用。
事實上，Hydrostor嘗試了各種可能的方法。Van Walleghem表示：“可靠性對公共事業(yè)公司來講至關重要。在完全投入商業(yè)化之前，我們不能有功利心理。”Hydrostor公司的和作者和投資者都很看好這項技術。Hydrostor拒絕透露這個Toronto水下壓縮空氣儲能系統(tǒng)的精確成本，但是Van Walleghem表示足有上百萬美元。（中國儲能網獨家編譯）
