工程師知道從各種來源獲取能量很重要，但在許多系統(tǒng)設(shè)計中，確定如何存儲以備后用同樣重要。即使由于使用能量收集、太陽能或風(fēng)力發(fā)電，能源被認為是“免費的”(當(dāng)然，沒有這樣的東西)，但幾乎總是存在兩個相關(guān)的問題：儲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，但三合會中的其他兩個因素同樣重要。當(dāng)您無法儲存任何未使用的能源以供閑置期間使用時，可再生“綠色”能源的技術(shù)現(xiàn)實和經(jīng)濟狀況將發(fā)生巨大變化。
當(dāng)你擴大到越來越大的數(shù)量時，能量存儲被證明是一個特別困難的問題，而且通常比傳輸問題要困難得多?！度A爾街日報》最近發(fā)表的三篇幾乎同時發(fā)表的文章 探討了一些問題以及一些相關(guān)成本(我們不能忽視這些!)。文章“超越電池：獲取和儲存能量的其他方式”、“家用電池尚不經(jīng)濟”和“打造更好的儲能電池的競賽”提供了多種觀點和見解，以及還研究了當(dāng)前和近期的商業(yè)現(xiàn)實。
存儲的主要選擇是電池(通常基于鋰)、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將成本放在一邊(這在現(xiàn)實世界中是無法做到的)，每個選項在前期工作量、容量、維護問題和長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，而這個數(shù)字可能取決于使用周期。
一個小提示：正如我們經(jīng)?？吹降哪菢?，作者偶爾會將能量 (kWh) 與功率 (kW) 混淆。部分原因是簡單的術(shù)語草率——更了解這一點的工程師也會對此感到內(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)：能量是功率的時間積分，功率是使用能量的速率。實際上，您通常會隨時隨地收集能量，并將其用作支持負載的動力。盡管如此，當(dāng)主題是能量和力量時，最好在每個點使用正確的詞，這樣分析才能保持清晰，不會模糊。
閱讀這些文章和有關(guān)這些主題的其他文章，您會強烈地感覺到，雖然存儲肯定不是一個棘手的問題，但在滿足相互沖突的目標(biāo)時卻很難解決。當(dāng)您擴大到數(shù)十、數(shù)百甚至數(shù)千千瓦時的范圍時，設(shè)計的各個方面(選址、安裝和長期支持)都會變得更加困難。任何問題或錯誤往往都是大規(guī)模的，沒有簡單的解決辦法;這通常不是對軟件算法進行一些微調(diào)或查找和修復(fù)一些軟件錯誤來解決問題的情況，因為“大東西”是項目固有的。
如果您的項目有任何更大規(guī)模的能源生產(chǎn)和存儲方面，那么您可能會在后者上花費與前者一樣多的時間和精力，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)。作為生成和存儲的基礎(chǔ)的基本物理定律說，這兩個方面都很重要，你決定如何將兩者作為一對來實現(xiàn)必須既適合每個單獨的方面，又適合搭配在一起。但是，優(yōu)化采購的最佳方式通常與配對組合的最佳方式存在一些沖突，這使得在技術(shù)和經(jīng)濟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)計的項目一直在掙扎甚至失敗的原因。
您是否有過大規(guī)模儲能的項目級經(jīng)驗，無論是商業(yè)用途還是個人用途?你學(xué)到了什么?有哪些意想不到的問題?
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