中國儲能網(wǎng)訊：俄亥俄州的研究人員正在測試將熱能存儲在填滿沙子的筒倉中的儲能潛力，例如德克薩斯州Rails的谷倉。測試項目將使用廉價材料來儲存熱能，并在需要時將其轉(zhuǎn)換為電力。
俄亥俄州阿克倫市的研究人員采用沙子填充筒倉，希望在儲能方面獲得技術(shù)突破。
Echogen Power Systems公司成立于11年前，其原理是捕獲熱能，也是10個獲得美國能源部資助數(shù)百萬美元用于長期儲能的接收者之一。
在美國中西部，一支來自密歇根州立大學的團隊也在開發(fā)新型儲能技術(shù)。俄亥俄州和密歇根州儲能項目之間的共同主題：加熱廉價材料以降低儲能成本。
密歇根州立大學機械工程系主任James Klausner說，“為了使可再生能源大規(guī)模滲透到電網(wǎng)中，我們確實需要低成本和強大的儲能形式。”
通過將熱能儲存在相對便宜的材料中，研究人員正在尋找一種低成本的長時儲能技術(shù)來支持可再生能源的廣泛部署。
Echogen公司獲得300萬美元的資助，MSU公司也獲得了美國能源部高級研究計劃署能源（ARPA-E）項目資助的200萬美元。持續(xù)增加電力儲能(DAYS)計劃專注于儲能大約10到100個小時，儲能項目也必須展示其實現(xiàn)商業(yè)化的途徑。
Echogen公司的儲能項目將熱能轉(zhuǎn)化為電能，并以沙子為儲能介質(zhì)。該過程涉及使用二氧化碳熱泵循環(huán)通過加熱儲能器將電能轉(zhuǎn)換成熱能，儲能器根據(jù)需要轉(zhuǎn)換回電力。該產(chǎn)品面向裝機容量50-100兆瓦的大型儲能項目。
“使用這些低成本的儲能介質(zhì)，我們可以無限期地持續(xù)增加兆瓦時的容量?！盓chogen公司首席技術(shù)官Tim Held說。他補充說，其儲能時間可能超過100小時。
他表示，在材料中儲存能量的概念可以追溯到幾百年前?！拔覀兛梢栽谙喈斶m中的溫度下使用能夠以極低成本存儲熱能的材料來實現(xiàn)這一目標?！盚eld說。
MSU公司的熱化學概念使用鎂錳氧化物作為存儲介質(zhì)?？稍偕茉串a(chǎn)生的電流通過加熱元件加熱氧化物。最終，壓縮空氣與金屬氧化物反應(yīng)并通過渦輪機膨脹。Klausner表示，研究團隊的目標是大約10個小時的儲能時間，可以在幾十秒到幾分鐘內(nèi)通過模塊化單元發(fā)送。
“我們正在實現(xiàn)的價值主張是，與其他形式的儲能方式相比，其成本更低。我們認為其價格可低至每千瓦時不到5美分。”Klausner說。
他補充說，雖然這個過程不如電池儲能系統(tǒng)那么高效，但使用的材料成本更低?！拔覀儬奚顺杀拘??！盞lausner說。
Held說，“美國聯(lián)邦資金允許Echogen公司采取新概念并將其轉(zhuǎn)化為更詳細的模型。在這個計劃結(jié)束時，我們將獲得有關(guān)這些設(shè)備的成本和規(guī)模的更多信息?！?
儲能技術(shù)比較
從抽水蓄能發(fā)電廠到鋰離子電池儲能系統(tǒng)，熱儲能是正在使用和研究的各種儲能技術(shù)之一。
熱儲能技術(shù)的原材料成本比電池儲能系統(tǒng)成本更低，并且使用壽命更長，但便攜性較差。與此同時，建設(shè)抽水蓄能項目可能耗資數(shù)十億美元，并作為大型集中發(fā)電廠。抽水蓄能也會受到地理位置和水的限制。
Klausner說：“實際上抽水蓄能的應(yīng)用肯定不能滿足美國的廣泛儲能需求。我們的長期目標是以更低的成本實現(xiàn)更具彈性的儲能項目。”
Held表示，“Echogen公司的概念與抽水蓄能非常相似。雖然電池儲能系統(tǒng)適合分布式發(fā)電模型，但其成本相對于容量而言是昂貴的，儲能持續(xù)時間更短，并且材料更快地降解。但這些材料需要更換，這是其必要的成本。因此這些儲能技術(shù)的經(jīng)濟性和可行性的比較正在進行?！?
Klausner和Held都認為采用可再生能源的儲能是能源的一個有利補充。“沒有儲能能力是可再生能源大量滲透到市場的主要障礙?！彼f。
他表示，關(guān)于如何將儲能系統(tǒng)作為電網(wǎng)資源，以及如何在風能和太陽能間歇性產(chǎn)生時將其分配，還有許多問題存在?！拔艺J為加利福尼亞州在管理可再生能源滲透方面得到更多的推廣，采用了許多可再生能源和儲能項目。”Held說。
但首先，由美國聯(lián)邦政府資助的新技術(shù)將需要商業(yè)化的途徑。Held表示，公用事業(yè)公司仍難以確定五到十年內(nèi)需要什么樣的儲能產(chǎn)品，特別是當電力公司管理現(xiàn)有發(fā)電資產(chǎn)時?！盀榱肆私馐袌?，企業(yè)需要預(yù)留大量資金?！盞lausner說。
MSU公司團隊與生產(chǎn)小型渦輪發(fā)電機的Dresser-Rand公司合作?！皩⑽覀兊膬δ芟到y(tǒng)與渦輪發(fā)電機配套使用?！盞lausner說。
Klausner估計，在這個示范儲能設(shè)施準備就緒之前可能還需要兩年半的時間。從試點使用到全面應(yīng)用可能需要一年時間。
“如果企業(yè)具有其他廠商沒有的儲能產(chǎn)品，可以立即進入市場?！彼f，這指的是即將到來的儲能需求，因為設(shè)定的可再生能源目標是到2040年達到50％。
“相信更加強大的儲能技術(shù)將在未來10年的時間內(nèi)不斷推出，這些技術(shù)和市場競爭就要開始了。”他表示。（本稿件由中國儲能網(wǎng)獨家編譯，如需轉(zhuǎn)載請注明來源）
