抽水蓄能|储能系统

抽水蓄能利用势能和水力发电的概念来发电。抽水蓄能系统在能量充足时利用能量,在能量不足时产生能量。

能源峰值和价格波动

对于大型企业来说,能源消耗是一文不值的。它值几千美元。对于一家石油和天然气公司来说,单个地点每月的能源账单超过89.5万美元。

这就好像美国的企业主们已经习惯了这一点。能源成本是餐桌上讨论的政治问题。从来没有找到真正的解决方案。公司可能会通过小型活动为员工制造声势。但鼓励员工关灯只会产生很小的效果。

一家公司怎样才能减少能源开支,而不仅仅是几美分和十美分呢?对于一家有潜力削减数千美元能源开支的公司来说,这不是一个梦想。这需要跳出特定业务的藩篱来思考。

首先,能源用户需要了解电网能源使用的驱动成本。在你所在城市的一个典型夏日里,进行一次心灵散步。这座城市大约在早上6:30醒来。他们开始了典型的日常生活——洗澡和做早餐。上午10点左右,每个人都在工作;用电脑,办公室里的灯,在休息室里泡一杯咖啡。从早上6点开始,能源使用量稳步上升。

中午时分,城市里的空调开始运转,在电网上产生了更大的吸引力。下午晚些时候,城里的人又回到了他们的家。他们打开空调,电视机,做饭,增加能源消耗。当天下午晚些时候,能量达到顶峰。当这个城市进入了睡眠,用户关闭了消耗能源的电器。然后使用率达到了24小时内的最低点。

当通过标准电表接入电网时,电力公司收取统一费率。公司对下午晚些时候使用的能源收取相同的费用,就像在午夜使用的能源一样。每千瓦时,无论客户什么时候使用,能源成本都是一样的。这个系统对小型企业和房主很有效,但大型能源使用者最终要为能源支付比实际需要更多的费用。

美国25%的能源来自核能和煤炭。65%来自天然气和石油(美国能源信息管理局,2016年)。这些主要能源不能很好地适应波动。

例如,煤厂可能需要在峰值能量使用前开始增加输出时间。或者核植物可以在偏心时间内以热量的形式消散能量,以保持植物满足能力以适应下一个峰值需求。

电力供应公司用应急系统应对电网上的巨大排水沟。当需求超过主系统的能力时使用这些系统。但是这些小型系统的能源成本比主要的能源要高。

能源成本与能量使用图
图1:2011年8月北区ERCOT能源使用量与单天能源成本

图1显示了能量成本的这种差异。在24小时内为19小时,能源费用约为每兆瓦50美元。在24小时的5小时内,能源成本高达3,000美元/兆瓦。平均成本约为204美元/兆瓦。在标准仪表系统上运行的客户最终支付此平均速度。

能源用户的另一个选择是“电表背后”的价格结构。这种类型的薪酬结构监测使用的能源和时间。然后,企业将在特定的时间框架内按价格支付能源。如果企业有能力选择何时使用能源,它会在能源价格最低的时候使用能源。

公司可以使用不同的模式来减少高峰电价期间的能源消耗。有资金和支持的大公司可以建立自己的发电厂。然后,该公司自己运营,昼夜不停地生产能源。

企业使用的另一个概念是能源储存。储能在特定的时间段使用来自电网的电力,优先以较低的价格使用。所选的功率使用量被存储以备高峰时使用。在高峰时期,这些储存的能量就会成为能量的来源。

这两种系统都有好处,在继续进行项目之前应该加以考虑。对于特定的业务模型,每个解决方案都有自己的优点。当使用时,这些解决方案可以节省数万美元的能源成本。即使是朝着能源独立迈出的一小步,也可能是有利可图的。

抽水蓄能-为今天的企业的能源储存

如果可以只以每兆瓦时50美元的价格使用电网的能源会怎样?或者甚至在高峰时期以204美元/兆瓦时的价格将能源卖回电网?许多公司没有意识到这种情况的可能性。想象一下,一家公司的电费从89.5万美元降到了36.5万美元。如果它能在高峰时段实现能源独立,就有可能降低能源成本。

通过储能系统,在高峰时段实现能源独立是可能的。这与智能手机充电时储存能量,然后靠电池运行的概念相同。在企业中,唯一的区别是系统的大小。

储存能量可以使用多种方法来完成。大型电池、电容器、飞轮和流体动力是目前使用的几种方法。根据能源需求的不同,这些不同的应用可能对不同的情况有益。电池可以为家用灯泡供电。流体能驱动一个小公司,甚至可以驱动一座小城市。

储能系统的选择取决于投资、基础设施和独立能力。并非所有的储能系统都能提供高效率。

抽水蓄能提供比大多数方法更高的能量储存效率。这个概念使用了两个由管道连接的储层。当能源成本较低时,流体被泵入海拔较高的储层。当能量消耗高时,流体通过涡轮机排到较低的储层。涡轮机把流体能转换成电能。

在美国总共有42个商业规模的系统。圣地亚哥县水务局在2012年完成了美国最新的泵储存设施。该系统的规模可以在断电6小时内产生40000千瓦的电能。同一个系统可以根据不同的需求进行扩展。一个24万千瓦时的系统对于许多企业主来说太大了,无法投资。但如果同样的系统可以扩展到5000千瓦时,它可能会成为一个真正的机会。

抽水蓄能设施通常存在于使用水处理系统的企业中。所需的水库可以是湖泊、池塘、水箱或河流的形式。连接两个水体的输水管道已经到位。唯一缺少的部件是涡轮和发电机。

为了简化问题,泵站内的一些泵可以重新用于涡轮机。同样的设备,作为一个泵,也将产生电力。这不是一个改变现有抽水蓄能基础设施的大规模项目。

水处理公司可能有可能成为泵送存储的领导者。所需的业务界限可能实际上是抵消大量成本的机会。在较大的系统中,销售过剩的力量可以产生收入。凭借一些创造力和应用经验,收入产生的能量存储是现实。

Power Zone一直在科罗拉多工作,分析抽水蓄能的机会。他们在全球提供设备解决方案方面有超过16年的经验。他们的在职设备专家提供分析、系统设计和设备系统制造。结合创新的设计经验,Power Zone是提供抽水蓄能解决方案的正确选择。

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