673886040@qq.com
Превращение зданий в батареи для дешевого улучшения качества электроэнергии
Ученые предлагают превратить высотные здания в батареиДля обеспечения надлежащего баланса спроса и предложения электроэнергии технологии хранения энергии становятся все более необходимыми из-за значительного снижения стоимости возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца. Качество электроэнергии в мегаполисах можно улучшить, используя новую идею хранения энергии, предложенную исследователями Международного института прикладного системного анализа (IIASA), которая может превращать высокие здания в батареи.
Способность земного шара производить электроэнергию с использованием солнечной энергии, энергии ветра и других возобновляемых технологий значительно выросла за последние несколько лет, и ожидается, что к 2026 году эта мощность увеличится более чем на 60%. от уровня 2020 года. Это равно совокупной существующей глобальной энергетической мощности ядерного и ископаемого топлива. По оценкам Международного энергетического агентства, к 2026 году на возобновляемые источники энергии будет фактически приходиться около 95% прироста мировой мощности, причем более половины этого прироста будет приходиться на солнечную фотоэлектрическую энергию. Но для продвижения к обществу с низким или нулевым выбросом углерода необходимы инновационные решения, а также альтернатива традиционным энергетическим системам для хранения и потребления энергии.
В своем исследовании, которое недавно было опубликовано в журнале Energy, исследователи IIASA предложили новую систему хранения энергии на основе гравитации, которая использует лифты и свободные квартиры в высотных зданиях. Эта странная концепция, названная авторами Lift Energy Storage Technology (LEST), накапливает энергию, поднимая контейнеры с мокрым песком или другие материалы высокой плотности, которые дистанционно перемещаются в лифте и из него с помощью автономных прицепных устройств. LEST представляет собой интригующую возможность, поскольку в высотных зданиях уже построены лифты, поэтому нет необходимости в дополнительных инвестициях или в занимаемом пространстве, а скорее используется то, что уже есть, по-новому для создания ценности для электрической сети и владельца здания.
«Меня всегда интересовали темы, связанные с потенциальной энергией, другими словами, выработка энергии при изменении высоты, например, гидроэнергетика, гидроаккумулирование, плавучесть и накопление гравитационной энергии. Концепция накопления гравитационной энергии также недавно привлекла значительное внимание научного сообщества и стартапов. Концепция LEST пришла ко мне после того, как я провел значительное количество времени, поднимаясь и спускаясь в лифте после того, как недавно переехал в квартиру на 14-м этаже», — объясняет ведущий автор Джулиан Хант, исследователь исследовательской группы IIASA Sustainable Service Systems Research Group.
По мнению авторов, основной проблемой при создании жизнеспособного решения для хранения гравитационной энергии является стоимость мощности. Наиболее важным преимуществом LEST является то, что мощность уже установлена в лифтах с системами рекуперативного торможения. В мире работает более 18 миллионов лифтов, и многие из них проводят значительное количество времени без движения. Идея состоит в том, что когда лифты не используются для перевозки людей, их можно использовать для хранения или выработки электроэнергии.
Как и в любой новой системе, есть еще несколько деталей, которые необходимо уточнить, прежде чем систему можно будет развернуть. Это включает в себя поиск места для хранения веса, на который опирается система, в верхней части здания, когда система полностью заряжена, и в нижней части здания, когда система разряжена. Пустые квартиры или коридоры могли бы быть жизнеспособными вариантами в этом отношении. Еще одним соображением является несущая способность потолка существующих зданий, в которых установлена система, то есть общая масса в килограммах на квадратный метр, которую потолок может выдержать без обрушения. Однако возможность хранить энергию там, где она в основном потребляется, например, в городах, принесет большую пользу энергосистеме, а LEST может предоставлять доступные и децентрализованные вспомогательные услуги, которые, в свою очередь, могут улучшить качество электроэнергии в городских условиях.
«Экологически чистые и гибкие технологии хранения, такие как LEST, будут становиться все более и более ценными для общества в будущем, когда большая часть электроэнергии будет поступать из возобновляемых источников энергии. Поэтому директивным органам и регуляторам энергосистем необходимо принять стратегии, стимулирующие конечных пользователей, в данном случае высотных зданий, к совместному использованию своих распределенных ресурсов хранения, таких как LEST, с центральной сетью. Координированное использование таких распределенных ресурсов снижает потребность в инвестициях в крупномасштабные центральные системы хранения», — заключает соавтор исследования Бехнам Закери, исследователь из IIASA Integrated Assessment and Climate Research Group.
Ссылка: «Технология хранения энергии лифта: решение для децентрализованного накопления энергии в городах» Джулиана Дэвида Ханта, Андреаса Насименто, Бехнама Закери, Якуба Юраша, Павла Б. Домбека, Пауло Серхио Франко Барбозы, Роберто Брандао, Нивальде Хосе де Кастро, Вальтера Леала. Филхо и Кейван Риахи, 25 мая 2022 г., Energy.
