儲(chǔ)能選項(xiàng)：豐富的替代方案和棘手的權(quán)衡取舍

工程師知道從各種來(lái)源獲取能量很重要，但在許多系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，確定如何存儲(chǔ)以備后用同樣重要。即使由于使用能量收集、太陽(yáng)能或風(fēng)力發(fā)電，能源被認(rèn)為是“免費(fèi)的”(當(dāng)然，沒(méi)有這樣的東西)，但幾乎總是存在兩個(gè)相關(guān)的問(wèn)題：儲(chǔ)存未使用的多余能量，以及傳輸那種能量。雖然這一代得到了公眾的大部分關(guān)注，但三合會(huì)中的其他兩個(gè)因素同樣重要。當(dāng)您無(wú)法儲(chǔ)存任何未使用的能源以供閑置期間使用時(shí)，可再生“綠色”能源的技術(shù)現(xiàn)實(shí)和經(jīng)濟(jì)狀況將發(fā)生巨大變化。

當(dāng)你擴(kuò)大到越來(lái)越大的數(shù)量時(shí)，能量存儲(chǔ)被證明是一個(gè)特別困難的問(wèn)題，而且通常比傳輸問(wèn)題要困難得多。《華爾街日?qǐng)?bào)》最近發(fā)表的三篇幾乎同時(shí)發(fā)表的文章 探討了一些問(wèn)題以及一些相關(guān)成本(我們不能忽視這些!)。文章“超越電池：獲取和儲(chǔ)存能量的其他方式”、“家用電池尚不經(jīng)濟(jì)”和“打造更好的儲(chǔ)能電池的競(jìng)賽”提供了多種觀點(diǎn)和見(jiàn)解，以及還研究了當(dāng)前和近期的商業(yè)現(xiàn)實(shí)。

存儲(chǔ)的主要選擇是電池(通?；阡?、抽水蓄能、飛輪和壓縮空氣。電池受到了很多關(guān)注，特別是由于特斯拉的 Powerwall 系統(tǒng)等產(chǎn)品用于住宅備用。在大多數(shù)“工程”方面，甚至?xí)簳r(shí)將成本放在一邊(這在現(xiàn)實(shí)世界中是無(wú)法做到的)，每個(gè)選項(xiàng)在前期工作量、容量、維護(hù)問(wèn)題和長(zhǎng)期吸引力方面都有一些微妙的權(quán)衡. 例如，電池的使用壽命可能只有 5 年或 10 年，而這個(gè)數(shù)字可能取決于使用周期。

一個(gè)小提示：正如我們經(jīng)?？吹降哪菢樱髡吲紶枙?huì)將能量 (kWh) 與功率 (kW) 混淆。部分原因是簡(jiǎn)單的術(shù)語(yǔ)草率——更了解這一點(diǎn)的工程師也會(huì)對(duì)此感到內(nèi)疚——但其中一些是技術(shù)上的誤解。當(dāng)然，能量和功率密切相關(guān)：能量是功率的時(shí)間積分，功率是使用能量的速率。實(shí)際上，您通常會(huì)隨時(shí)隨地收集能量，并將其用作支持負(fù)載的動(dòng)力。盡管如此，當(dāng)主題是能量和力量時(shí)，最好在每個(gè)點(diǎn)使用正確的詞，這樣分析才能保持清晰，不會(huì)模糊。

閱讀這些文章和有關(guān)這些主題的其他文章，您會(huì)強(qiáng)烈地感覺(jué)到，雖然存儲(chǔ)肯定不是一個(gè)棘手的問(wèn)題，但在滿(mǎn)足相互沖突的目標(biāo)時(shí)卻很難解決。當(dāng)您擴(kuò)大到數(shù)十、數(shù)百甚至數(shù)千千瓦時(shí)的范圍時(shí)，設(shè)計(jì)的各個(gè)方面(選址、安裝和長(zhǎng)期支持)都會(huì)變得更加困難。任何問(wèn)題或錯(cuò)誤往往都是大規(guī)模的，沒(méi)有簡(jiǎn)單的解決辦法;這通常不是對(duì)軟件算法進(jìn)行一些微調(diào)或查找和修復(fù)一些軟件錯(cuò)誤來(lái)解決問(wèn)題的情況，因?yàn)椤按髺|西”是項(xiàng)目固有的。

如果您的項(xiàng)目有任何更大規(guī)模的能源生產(chǎn)和存儲(chǔ)方面，那么您可能會(huì)在后者上花費(fèi)與前者一樣多的時(shí)間和精力，即使魅力和炒作是在發(fā)電方面(這些天似乎獲得最大的關(guān)注)。作為生成和存儲(chǔ)的基礎(chǔ)的基本物理定律說(shuō)，這兩個(gè)方面都很重要，你決定如何將兩者作為一對(duì)來(lái)實(shí)現(xiàn)必須既適合每個(gè)單獨(dú)的方面，又適合搭配在一起。但是，優(yōu)化采購(gòu)的最佳方式通常與配對(duì)組合的最佳方式存在一些沖突，這使得在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面做出一些困難的決定。也許這就是為什么許多用心良苦、精心設(shè)計(jì)的項(xiàng)目一直在掙扎甚至失敗的原因。

您是否有過(guò)大規(guī)模儲(chǔ)能的項(xiàng)目級(jí)經(jīng)驗(yàn)，無(wú)論是商業(yè)用途還是個(gè)人用途?你學(xué)到了什么?有哪些意想不到的問(wèn)題?