本年夏天,四川各地持续高温,电力供需紧张形势进一步加剧。在咱们的印象里,四川水资源丰厚,具有多座巨型水电站,水电装机容量和发电量,均居全国第一的水电大省,为何会在夏日呈现电力缺口?
本年极为异常的高温干旱,是最首要的直接原因。严峻的高温干旱灾害性天气,让四川面对前史同期最高的极点高温、前史同期最少的降水量、前史同期最高的电力负荷三"最"叠加的局势。
现代人的世界,离不开电
电能作为现代社会的运行基础,广泛应用于出产日子的各个领域。发电站将风能、水能、煤炭中贮存的化学能等类型的能量转换为电能,运用电网传输到千家万户,人们再按照自己需求将电能转换成别的能量。举个例子,远方的发电站出产出的电力传输到了你家里,你再用电来照明(电能转换成光能),做饭(电能转换成热能),洗衣服(电能转换成机械能)。
现在的发电形式有一个很重要的特色:耗费多少就出产多少。发电厂的发电功率是依据电网另一端的用电功率实时调整的,到晚上咱们要开灯了,发电机的发电功率会依据电网的参数实时调整,发电功率和用电功率处在一个动态的平衡当中。
四川省内的电站,采用水利发电的装机量是总发电装机量的百分之八十二,而径流式水电站(河里流过多少水就发多少电,没有存水的水库)又占到水电总装机的百分之六十。水利发电站的发电功率受制于河流水量的巨细。
丰水期水流较大,水电站如果将流过的水全部用于发电,电量耗费不完,因而呈现了能量剩余,只能将一部分水直接放走。而在枯水期,水流太小,将一切流过的水用于发电也无法满意电力需求,导致能量缺乏。
径流式水电站在实际运行时,不可避免地会遇到以上两种情况,导致发电才干有时分被浪费了,有时分又不能满意用电需求。
输电线路,效率高但规划制作需求时刻。我国的电能运送技能现在能够说是蓝星最强(国家电网:低沉,低沉),在电网的设计初期,会考虑到各地的用电量需和发电站的发电功率,规划适宜的布局,尽可能最大化的运用发电站的发电才干,减少动力的浪费。然而,要是遇到几十年一遇的极点情况的话,设计的电网也会有没才干招架的时分。
电网体系的后盾——储能技能
当电网没才干招架了怎么办?这时分就需求储能设备出场救急了。储能设备是干什么的呢?打个比方,它相当于一个小金库,把平时多出来的电能存到储能设备里,有需求的时分再取出来用。这样才是能量运用率最高的解决办法。储能体系品种繁多,各有特色,首要有抽水蓄能、飞轮储能、压缩空气储能、电化学储能、超级电容器储能。
现在世界上装机容量最多的电网储能设备是抽水蓄能电站,在用电低谷时,抽水蓄能电站运用网的剩余发电量,将水从低处的水库抽取到高处的水库储存起来;到用电高峰期时,再运用抽到高处水库中的水进行发电。这样一来,平时剩余的电能让抽水蓄能电站储存起来,在发电站无法满意用电需求时,再由抽水蓄能电站发电,分管发电站的压力。
安徽响水涧抽水蓄能电站
风力发电和太阳能发电的发电功率波动很大,并且很敏捷。风刮一瞬间停一瞬间,或是云朵把太阳遮了一瞬间,两者的发电功率跟过山车似地波澜起伏。这也是现在的风力发电和光伏发电能量运用率不高的重要原因,波动太快导致电网无法接受。(电网:我的小心脏受不了这种波澜)。有效提高这些电能运用率的办法,也是制作储能设备。在发电功率冗余的时分把电能存起来,然后发电功率不足时辅助放电,把发电功率给"熨平",这样电网才干接受。
抽水电站能担任这个作业吗?不可,对于光电和风电来说,抽水蓄能电站的反应速度总是"慢半拍",没办法满意要求。抽水蓄能电站储备能量一般需求几天的时刻,并且建设抽水蓄能电站对环境的要求也比较高。因而现在的抽水蓄能电站几乎都用于在电力体系处于较大载荷时分管发电压力。
化学电池现在最有期望满意上述要求,化学电池的充放电切换敏捷,反应极快。日子中最常见的储能设备便是化学电池了。手机、平板、电动汽车的储能设备都是化学电池。不过电池的功能虽好,大规划运用仍是会面对成本问题。以平时运用的手机充电宝为例,在不考虑损耗的理想情况下,需求7.5个容量一万毫安时的充电宝才干存下一度电。这仍是运用了能量密度很高(当然,价格也很感人)的锂离子电池的情况下。
电池技能的开展——没有摩尔定律可言
摩尔定律是英特尔创始人之一戈登·摩尔的经验之谈,其核心内容为:集成电路上能够容纳的晶体管数目在大约每通过18个月到24个月便会增加一倍。换言之,处理器的功能大约每两年翻一倍,同时价格下降为之前的一半。
在电池行业,这句话能够这么说:大约每两年电池能量密度翻一番,或是平等的能量密度下价格降低一半,当然,这在电池行业简直是天方夜谭。锂离子电池产业开展二十多年来,一向集中在通讯、消费电子以及电动汽车行业,在应用规划更大的储能电池行业,由于锂电池的成本高、且难以应对穿刺、抵触以及高低温等特殊环境,大规划储能电池的应用一直停留在实验阶段。电池技能的开展,还有很长的路要走。
现在,国内外储能技能的首要研究方向都是电化学储能,一些新技能在实验室阶段也取得了可喜的发展。不过,新技能从实验室走向实用阶段,还有很远的路要走。当储能技能和输电技能开展到一个全新的水平时,咱们有望摆脱对化石动力的重度依赖。每一次动力行业的重大发展,都将人类带到了一个全新的开展阶段,未来会是怎么,技能的进步会给咱们这些普通人的日子带来什么样的变化呢?让咱们拭目而待。
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