美國西弗吉尼亞州日前新修了一個風(fēng)電場,61架風(fēng)輪機分布在近20公里長的山坡上,總發(fā)電量高達98兆瓦。而其中最引人注目之處就是風(fēng)輪機中間一堆形似鋼鐵盒塊的電池裝備,這也是目前美洲大陸電網(wǎng)所安裝的同類最大的設(shè)備。
據(jù)報道,新電場利用130萬個電池來收集電力,但這些設(shè)備的效果甚微,因為電池太小,根本無法存儲夜晚的風(fēng)力以供應(yīng)白天所需或在無風(fēng)天氣里供電。而負責(zé)該電池項目的AES公司卻表示,電池起到了緩沖作用,減小了風(fēng)能波動所產(chǎn)生的變化,使電場的輸出較為平穩(wěn),有利于整個電網(wǎng)的運轉(zhuǎn)。
該電池技術(shù)研究歷史較短,資金支持也備受挑戰(zhàn)。但隨著美國各州要求提高可再生能源比例,輸出更為流暢、存儲更多風(fēng)電的需求日益凸現(xiàn)。目前西弗吉尼亞等13個州的地區(qū)電網(wǎng)有4800兆瓦的風(fēng)電容量,但如果各州都能達到可再生能源目標,電網(wǎng)總?cè)萘啃钄U充8倍。
然而,電力系統(tǒng)總是面臨需求的起伏。隨著進入電網(wǎng)的風(fēng)電量日益增多,整個系統(tǒng)將不得不應(yīng)對供應(yīng)量的波動。
預(yù)測風(fēng)電的輸出是極具挑戰(zhàn)性的。資深電能存儲專家大衛(wèi)-霍金斯(DavidL.Hawkins)表示:“如果你做出預(yù)測,就準備承受打擊吧?!?/p>
俄勒岡州波特蘭市通用電氣的執(zhí)行官馬克-奧斯本(MarkT.Osborn)指出,他正在西北太平洋海域安裝類似的電池裝備。他說:“多年來,人們都在考慮存儲的問題,但成本一直很高,現(xiàn)在這個問題變得更為迫切。”
在風(fēng)力強勁而電能需求量較低的夜晚,風(fēng)電大量產(chǎn)生,但電網(wǎng)電價卻極低,甚至出現(xiàn)負值,而此時電網(wǎng)運營商就會向風(fēng)電生產(chǎn)者收費,使電能進入電網(wǎng)系統(tǒng)。依此理論,電池運營商可在晚上向供應(yīng)商收費,而在白天用電高峰釋放電能。
目前西弗尼吉亞新建電場存儲電池的容量太小,如果風(fēng)電場全速運轉(zhuǎn),15分鐘就可將其充滿。即使在用電高峰時,電池所存貯的能源價格也僅為數(shù)百美元。AES公司并未透露電場以及電池的成本。
AES能源存儲公司的運營和調(diào)度副總裁約翰-贊蘭克(JohnM.Zahurancik)指出,除了日常的能源存儲之外,公司還希望電池能起到另外兩個作用,即獲取收益并為更大的項目做好準備。
事實上,電池將通過反復(fù)的短時間電能存儲賺回投資成本。贊蘭克表示,一小時的時間段中,風(fēng)電場的輸出可能從98兆瓦下降為零。不僅如此,電池組也能使目前交互的系統(tǒng)變?yōu)橥较到y(tǒng),進而促進不同電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
專家們預(yù)測,隨著電網(wǎng)改進,電池組也將起到其他的作用。例如,PJM運營了實時市場,該市場每5分鐘就會重新對電能進行核價,在指定地點,電價隨時可能發(fā)生重大變化。
霍金斯指出,大型電池組可在上述的市場中獲利。他說:“這有點像在華爾街做一天的證券交易商,如果你想得到30美元的差價,你可以在一天的時間內(nèi)進行重復(fù)的交易?!?/p>