大電池組：可再生能源挑戰(zhàn)的解決方案？

對于工程師來說，使用風(fēng)能、太陽能甚至水等無污染能源的最大障礙之一是它們固有的間歇性可用性，這對工程師來說已經(jīng)不是什么新鮮事了(盡管許多記者和其他滿懷幻想的專家似乎并不理解這個(gè)事實(shí))。簡而言之：存儲對于成功實(shí)施這種類型的能源系統(tǒng)與發(fā)電本身一樣重要。

因此，努力減少對傳統(tǒng)能源(如傳統(tǒng)發(fā)電廠)的依賴意味著這些設(shè)施的規(guī)模仍需調(diào)整以處理最大負(fù)荷，這可能在清潔能源不可用時(shí)發(fā)生。此外，當(dāng)太陽、風(fēng)或水不可用時(shí)，有些地方的電網(wǎng)不能作為“備用”。

還有一個(gè)相反的考慮：當(dāng)清潔能源正在發(fā)電但不需要時(shí)，除非它連接到本地存儲或電網(wǎng)，否則它會被浪費(fèi);但網(wǎng)格在偏遠(yuǎn)地區(qū)不可用。

有一些建議是讓全電動(dòng)汽車 (EV) 或混合動(dòng)力汽車中的電池充當(dāng)未使用電力的蓄水池。雖然這在技術(shù)上可能是可行的，但這意味著你必須先買一輛車(以及所有這些)。這也意味著您在使用車輛時(shí)無法訪問存儲空間;它也不是欠發(fā)達(dá)、偏遠(yuǎn)地區(qū)的解決方案。

當(dāng)然，一個(gè)解決方案是擁有一個(gè)備用發(fā)電機(jī)，但這會讓你回到你一開始不想去的地方。因此，當(dāng)我在《華爾街日報(bào)》上看到兩篇文章時(shí)，一篇說索尼正計(jì)劃建造工廠來生產(chǎn)用于此類應(yīng)用的電池組(“索尼的最新賭注：用于儲能的鋰離子電池”)，另一篇是關(guān)于公平的特斯拉全電動(dòng)汽車的大量電池組)，我開始思考：也許解決存儲問題的方法是開發(fā)和利用類似的大容量電池組作為標(biāo)準(zhǔn)存儲模塊，用作備用電源和儲存多余的發(fā)電量?

我從我最喜歡的第一步開始：根據(jù)文章中的數(shù)字對運(yùn)行時(shí)間和成本進(jìn)行“封底”評估。更大的特斯拉汽車電池組容量約為 85 kWHr，目前成本為 21,000 至 25,000 美元(估計(jì));特斯拉希望建立一個(gè)大型工廠來降低這一點(diǎn)。

在負(fù)載方面，我在網(wǎng)上找到的一些數(shù)據(jù)(顯然，僅被視為非常粗略)是典型的美國家庭需要大約 500 到 1,000 kWHr/月，或 20 到 35 kWHr/天(顯然，偏遠(yuǎn)地區(qū)可能需要少得多)。這意味著基本的特斯拉大小的電池包可以支撐一所房子好幾天。我大膽估計(jì)充電、放電和管理電子設(shè)備的成本還要 10,000 美元。因此，我們在這里談?wù)摰氖谴蠊P錢，毫無疑問，而且肯定比典型的家庭所能承受的要多。

但這并不意味著沒有答案。畢竟，我們這個(gè)行業(yè)充滿了最初花費(fèi)不菲的產(chǎn)品的例子，現(xiàn)在幾乎是“一次性”(當(dāng)然，你可以自己列出清單)。我意識到這些電池、連接器和電纜并不適合 IC 降低成本的路徑，但至少有一些方法可以從這條路徑開始。

也許解決存儲挑戰(zhàn)的部分方法是通過使用在許多其他情況下都非常有效的相輔相成的策略來降低成本：制定標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行大容量，并利用其他地方的開發(fā)。通過僅支持幾個(gè)存儲大小選項(xiàng)(小型、中型和大型);通過對電源連接器、占地面積、安全機(jī)制、DC/AC 逆變器和控制接口等關(guān)鍵參數(shù)制定通用標(biāo)準(zhǔn);通過使用特斯拉等汽車供應(yīng)商正在開發(fā)的技術(shù)和制造技術(shù)，有可能大幅降低基于電池的儲能系統(tǒng)的價(jià)格。例如，在充電/控制子系統(tǒng)上使用相同的連接器和一些變化可能是有意義的。

這種方法有意義嗎?還是我忽略了為大眾市場、低成本消費(fèi)者使用提供基于電池的備用電源的現(xiàn)實(shí)?