在过去的十年中,风能行业已经取得了长足的发展,并且已成为可再生能源行业的主导力量,与传统的重量级企业(如太阳能)相比。公众对风的支持每年都在增长,诸如维斯塔斯(Vestas)等领先的风能公司正在开发更高效,更高的涡轮机。
现在,斯坦福大学研究人员的一项新研究表明,风能可以在立即消耗的能量之上产生三天不间断的电能以进行存储,甚至可以度过最恶劣的天气。
斯坦福大学研究助理迈克尔·戴尔(Michael Dale)谈到任何新技术的开发和制造成本时说:“每当开发一项新技术时,就必须预先投入大量能源。”现在,太阳能光伏装置产生的能量超过其消耗的能量。问题是,风能和太阳能行业还能负担多少电网规模的存储,并且仍然保持电网的净能源供应商?
斯坦福大学的Dale及其同事在《能源与环境科学》杂志的一份报告中详细介绍了他们的研究,该研究表明,风能可以提供三天以上的不间断电力。
该研究的主要作者达尔说:“我们研究了同时建造电池和其他存储技术会给太阳能和风能产业带来的额外负担。”“我们的分析表明,即使拥有大量电网规模的存储,当今的风能产业也可以实现可持续发展。
斯坦福大学的研究小组考虑了多种与风能结合使用的存储技术,包括电池和地质系统,例如抽水蓄能电站。
戴尔说:“风能技术产生的能量远远超过其消耗的能量。”“我们的研究表明,风力实际上会产生足够的剩余电力,以支持长达72小时的电池或地质存储。这表明该行业可以部署足够的存储来应对三天的停风期(这是许多天气系统所常见的),并且仍然可以为社会提供净电力。”
令人惊讶的是,至少从作者的角度来看,在这种情况下,陆上风力发电场是海上风力发电的最爱:
“我们发现,靠三天的地质存储支持的陆上风能支持100%的年增长率,换言之,每年的规模增加一倍,并且仍然保持能源过剩。”
这项研究的合著者,斯坦福大学能源资源工程学教授,全球气候与能源项目(GCEP)主任萨利·本森说:“这些结果令人鼓舞。”“它们表明,通过将风能和储能结合在一起,您可以创建一个可持续发展的能源系统,以自我成长和维护。这取决于行业的增长率,因为增长越快,制造新的涡轮机和电池所需的能源就越多。”
可悲的是,对于太阳能行业却不能说同样的话,该报告也对此进行了评估。斯坦福大学的研究人员表示,太阳能行业只能承受大约24小时的储能,“因为制造太阳能电池板比风力涡轮机需要更多的能源。”根据戴尔的说法,“太阳能行业也可以实现可持续的存储容量”,但只能“通过减少制造太阳能光伏电池的能源量”。
Dale说:“从充满活力的角度来看,我们的分析表明,大多数光伏技术只能承受24小时的存储,而电池和抽水电的混合比例却是相同的。”“这表明太阳能光伏系统可以部署有足够的存储空间以在夜间供电,并且该行业仍可以在净能源剩余下运行。”
Benson补充说,太阳能和风能之间的最大区别之一是投资回报率:她说:“在短短几个月内,风力涡轮机产生的电力足以偿还建造它所花费的所有能源。”“但是一些光伏发电的能源回收期将近两年。为了可持续地支持网格规模的存储,将需要持续减少用于制造光伏电池的化石燃料的数量。”
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