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利用风能调节充电率或可降低能耗

2018-09-14 11:13:32

美国卡耐基梅隆大学的一只科研团队近日在应用能源杂志上发表了一篇专业论文,他们认为把插电式混合动力汽车(PHEV)整合到汽车到电网系统中,并实施可控制充电操作,根据不同的情况可以降低54%到73%不等的费用。

更具体的说,可控制充电可以为用户节省将近一半的充电费用。相比于那些传统的供电方式,如果加入20%的绿色风能供电,费用可以相对减少大约5%到15%;而对于那些需要容量扩充的系统而言,节省电费甚至高达50%到60%。

作为美国发展为迅速的一种电力资源,风能被寄予厚望成为可再生能源发电重要的组成部分。为了有效地接纳这部分供电量不够稳定的能源,电网需要利用额外添加的适应性部件,以便控制风力发电的波动。

为了让电力网高效利用风能,通常的做法是天然气燃气轮机发电厂根据风能资源量的变化,及时响应调整燃气轮机电能输出量,保证向电网中输电总量的基本稳定;近的研究表明,通过燃气轮机对风能波动进行调节的手段,好的方面可以减少温室气体的排放,但是会增加氮氧化物(NOx)的排放量以及降低风力发电总量。

包括插电式混合动力汽车和纯电动汽车(BEV)在内的所有插电式电动汽车(PEV)增加了人们对用电总量的需求,导致发电企业要向大气中排放更多的废气。

但是反过来这些车型也是提高电网系统灵活性的一种有效工具,为了把可再生绿色能源添加到电网中,我们可以把插电式汽车用作电网储能单元,电力网络与车辆实现双向连接(即电网可以为车辆充电,汽车也可以为电网提供多余电能),换句话说就是汽车到电网系统(V2G)。然而有关信息显示,能源供应领域中汽车到电网系统以及相关辅助服务所占的市场份额非常之小,从中获利的潜能还非常有限,参与系统车辆充放电的次数也会大幅度增加,很大程度上缩减电池组的寿命。

通过调节插电式电动汽车的充电率可以一定程度上控制电能需求量,由此衍生出一种可供选择的解决方案——不是消除风力的波动,而是充电率随着风能波动而实时变化。这种处理方式不仅不会增加电池组的充放电次数,还有可能帮助延长电池组的使用寿命,因为较低的平均充电率可以使得电池组产生更少的热量。

在美国大量高品质的风能往往是在夜间产生的,可控制充电有助于合理利用这部分能量;在午夜时分其他电力负载都非常低,如果煤电厂仅仅由于为电动车充电而再次开始运转,不但造成成本的增加,还要排放大量不必要的废气,而智能充电系统就能够很好地解决这一问题。

换句话说,电力企业可以多建立一些风能储能装置,而适度减少热电厂中燃气轮机组的数量,在不必要的时候把多余的风能引入储能装置,以减少电网系统能量的波动,这种做法是性价比、效能的。

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