研究人员提出电梯储能系统,将摩天大楼变成重力电池

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研究人员提出电梯储能系统,将摩天大楼变成重力电池

发布日期:2022-06-21 11:57    点击次数:140

考虑到可再生能源是间歇性的,因此能源储存和释放在未来几十年内将是至关重要的。对此,IIASA的研究人员提出了一个迷人的解决方案--建议将摩天大楼变成巨大的重力电池,从而用于非常便宜的可再生能源储存。

这个概念非常简单:多余的可再生能源可以作为势能储存起来,通过使用它将重物提升到一个更高的地方。然后,该能量可以通过利用重力驱动某种发电机来释放。来自奥地利维也纳国际应用系统分析研究所(IIASA)的研究人员观察了摩天大楼的高度和位置并发现有大量预建的能源储存等待释放。

电梯储能系统(LEST)将利用高层建筑中现有的电梯系统。其中许多电梯已经设计有再生制动系统,它们可以在电梯下降时收集能量,因此它们可以有效地被视为预先安装的发电装置。LEST还将利用整个建筑物的空闲空间,最好是靠近顶部和底部的空间。因此,跟在其他地方建立一个专门的重力电池系统相比,在建筑物中加装这种能力是非常便宜的。

基本上,当多余的可再生能源可用时,LEST将利用任何电梯停机时间将重物--如大容器的湿沙--从建筑物底部移到顶部,而当该能源可以使用或卖回给电网时从顶部移到底部。

IIASA团队建议建造一系列自主的拖车机器人来负责捡拾重物,英文在谨慎的情况下将它们拖入和拖出电梯。它们可以存放在走廊上或存放在空的公寓或办公室里或可能存放在专用的偏僻空间, 杭州长荣建设工程有限公司如果建筑物的规划考虑到这个系统的话--可以想象,靠近建筑物顶部或底部的空闲半层楼可以完成这项工作。

砝码则不需要笨重到阻止人们进入电梯,而且如果乘客进入电梯并将其推到超过其重量的位置,机器人可以通过编程跳出来。算法可以确定将重物移到高处的最合适时间以及何时收获储存的能量,而不会将电梯系统变成租户等待的恶梦。

在发表在《能源》上的一项研究中,研究人员表示,当电梯满载并设定为以最佳速度下降以产生能量时,最先进的永磁同步齿轮马达智能电梯可以以接近92%的效率运行。如果迅速需要大量的能源,电梯可以被设置成更快的下降速度,但要牺牲一些效率--当跟无电缆、威利-旺卡式的磁力电梯系统相配时,这个系统可以变得更加高效。

有很多其他电网级储能技术正在开发中,但LEST有一些独特的功能使其可以在桌子上占有一席之地。首先,它就部署在它所服务的城市中间,使用人类已知的最高的现有基础设施的现成属性--这极大地减少了资本支出,因为你只需把一些机器人和重物搬进大厅摆弄一下电梯程序就可以了。

它不能像大型电池项目那样快速或可靠地应对需求高峰--但另一方面,它可能是解决大型电池系统带来的一些弱点的绝佳方式。一个LEST可以在夏天储存一吨的能量,然后在冬天逐渐释放其储备。未来的挑战在于每个建筑的基础上则是相当明确的。

如果该团队的预测成立,那么这是一个非常便宜的选择。LEST的装机容量储能成本估计在每千瓦时21-128美元之间,主要取决于有关建筑物的高度。作为比较,国家可再生能源实验室估计,2020年四小时电池系统的装机容量成本为每千瓦时345美元,它预测即使在最乐观的假设下,这个数字在2040年代末之前也不会降到每千瓦时100美元以下。这是资本支出而非运营费用,并且它还提出了一个强有力的论点,即这种技术应该被更仔细地研究。

IIASA团队估计,世界上目前的高层建筑可以转化为30至300千兆瓦时的能源储存,其上限将足以让整个纽约市在目前的消费率下运行一个月左右。

AAB

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