众可周知,电力输送网络是我们日常生活中最普通不过的东西,但是真正认识它的人并不多。它存在于我们日常生活之中,提供给我们亮灯、夏天空调等等的需要。然而,由于电力网络本身并无任何储存能量的能力,所以如何管理网络中能量的流向以保持电力供应与电力需求平衡成了一个很大的技术问题。为了满足当前电力的需要,发电机组必须时而减速,时而加速来适应网络电力需求的变化。这种做法需要付出很大的代价。人们曾经设计一些可以储能的厂房使系统能够在傍晚时段储存一些过量的电能,然后在电力需求的高峰时段把电能释放出来,以期减少昂贵的天然气的耗费。但是,其实这是很难做得到的。至今仍没有找出可靠的新方法。
回顾到十九世纪九十年代,人们用泵水储能的方法,将暂时多余的电力转变成水的势能。其实这就是利用可再生能源技术解决电力输送网络储能问题的一种方法。现在,可再生能源应用日益广泛再次唤起了人们在这方面的注意力。诸如新能源市场的涌现、广泛使用插入式复合动力的电动汽车、力求减少对石油进口的依赖等等。
一些工程师和投资者相信在输电网络中加入大容量的储能装置能改善其对负荷多变的适应性,能简化其调节供求平衡的操作。但另一些人却认为这个投资不值得。因为现今储存每千瓦电能所需的费用远远高于每千瓦电能的发电成本。这确是不争的事实。但是在这其中引入可再生能源技术,情况就大不相同了。令风力发电和太阳能发电向电网输入电能就可以达到互相补充、互相调节的目的。任何技术能达到这个目的就能使可再生能源大大增值。这是一个双赢的战略。
鉴于电网中供电高峰期和非高峰期的电价不同,目前广泛使用的储能方法是在供电非高峰期用电力将水泵往高处储存起来。当前美国用这种方法储能的容量为2万兆瓦,相当于20个大型发电厂的发电容量。另一个正在使用的储能方法是压缩空气储能(CAES),这是一个既能发电又可储能的双用系统。例如美国阿拉巴马(Alabama)的系统,它就是把压缩空气储存在地下的盐穹或地下蓄水层中的一个例子。事实证明,上述两个方法都适用于100兆瓦或更大的发电系统。在电力需求增加而需要架设新的电力输送线路的地方加设电解液电池和高温硫化钠电池也是满足电力分站超负荷的办法之一。有时,有些用户只需要暂短时间的储能(例如大功率、小能量的情况),这些情况往往发生在电网频率的调整、应付瞬间的反应、旋转起动或某电站突然发生事故等。在超载程度不是太严重的条件下,使用飞轮和超大容量的电容器是应付短期储能的理想方案。改进现有蓄电池的性能将对储能技术的应用产生巨大影响。它能使储能更好地应用到摩天大楼、远离电网的社区、交通运输事业等。目前在世界各地的许多边远地区仍然依赖昂贵的柴油发电和小型的燃烧石油燃料的发电厂。在这些地区,如能用上可再生能源配上小型的送电网络将可以大大减少石油燃料的使用。即使在市区的建筑物,也可以利用可再生能源技术配合蓄电池储能改善电网供电的可靠性和供电质量。许多建筑物,由于空调的需要,最大耗电的时段就发生在太阳能光发电最大输出后的几个小时。借助于蓄电池的储能作用,把太阳能光发电的最大输出时段迟缓几个小时,就正好能减少建筑物空调对电网电力的需求。这样就能减少建筑物的电费开支。
风能是配合电网储能的重要可再生能源之一。谁都知道:“风总是一阵阵的,从来没有连续吹的风”。所以在风能发电中必须有储能的装置来处理风力的起伏。