如何将可再生能源储存在电池中
经济学家预测,电池供电的微电网技术将迅速发展。具有环保意识的德国、日本和其他国家多年来一直使用太阳能电池板来降低能源成本。在非洲部分地区,交流电网的发展不足以支持所有的家庭活动,因此必须使用带有备用电池的太阳能电池板。个人能源生产正在向阳光地带转移;重点是更便宜的太阳能电池板和更耐用的电池。当自由能在夜间或风力停止时,电池在生产高峰期储存能量,此时输出过剩,以填补缺口。当交流电网被强调到一个断点,电池将缓解峰值消耗。
可再生能源具有经济意义,但价格昂贵。大部分西方国家都有廉价、可靠的交流电,在加拿大部分地区每千瓦时的成本仅为0.06美元,在许多城市每千瓦时的成本为0.15美元,在一些欧洲国家,每千瓦时的成本高达0.40美元。太阳能电池板每千瓦时发电约0.20美元。假如算上外围成本,世界上大部分地区的太阳能发电都比从公用事业公司购买电力要贵,粗略估计,储存的能源价格是后者的两倍。尽管成本明显高昂,但将太阳能板安装在房屋上已成为普遍现象。硬件价格在下降,安装也在下降。最常见的光伏太阳能电池是晶体硅电池,其效率约为20%。相比之下,便携式柔性面板的效率只有10%左右。使用固体面板发电的硬件价格在2.00美元到2.50美元之间,而且有降低成本的趋势。
在太阳能国家,电力是昂贵的,来自太阳能电池板的能量被反馈到交流电网。这导致仪表向后旋转,抵消了之前消耗的能量,但也会造成问题。所发的电不能超过消耗量。向电网中注入的能量超过它消耗的能量,会使系统不稳定,引起电压波动,使电路过载并降低电压。可再生能源有好有坏。一方面,政府补贴可再生能源系统的安装;另一方面,公用事业公司正竭力通过减少激励措施和新增成本来防止电力从家庭转移。这是可以理解的,因为公共事业有责任在任何时候供应稳定的能源,而独立的生产者不能减少由于需求高峰而导致的电网老化导致的未解决的故障数量。无论对错,利用可再生能源生产的清洁能源绝不应该被削减。
电池
储存电力并不是什么新鲜事。关于大型水电站来说,最有效的存储介质之一是在电力需求较低的时候将水泵放回水库,并在用电高峰时启用。泵送水和电的效率系数为70-85%,比调节发电机来满足波动的电力需求更容易管理。飞轮也可以用作蓄电池。当多余的能量可以用来填补暂时的能源短缺和稳定电网时,大型电机可以旋转一吨的飞轮。把压缩空气抽到地下的大洞里是另一种储存能量的方法,但是电池最适合中小型的装置。电池重要是铅酸电池,但用户抱怨电池寿命短。这是由于电池过度循环,白天充电,晚上放电。铅酸的循环次数有限,当不定期充电时就会发生。充满电的电池要16个小时,这是任何太阳能系统都无法供应的。此外,随着时间的推移,电力消耗往往会新增,而太阳能电池板由于污垢积聚和老化而减少其输出。这通常会使铅酸不足。
锂离子可以解决这个问题。锂离子比铅酸更耐循环,不要完全充电;事实上,部分充电更好,因为它可以缓解压力。但是锂离子电池的价格是铅酸电池的两到三倍。最后,还有一个经常被忽视的隐性成本:电池寿命。太阳能电池板的使用寿命为25年,电池通常保证使用10年。假如成本为5%,分期偿还20年,一个2.5万美元的系统每年可能要花费2500美元。节省的能源应该比这更多,否则你可能会误解这种做法。通过减少个人交通工具的体积和功率,或通过减少此类交通工具的体积和功率,可以节省更多的能源。