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氫儲能或將成為拯救棄風棄光的關鍵技術

2017-08-25 10:27:54 交能網(wǎng) 　點擊量：評論 (0)

作為經(jīng)濟發(fā)展的引擎，能源行業(yè)從來不缺高大上的主題。今年初，國家能源局正式公布了首批多能互補集成優(yōu)化示范工程名單，共安排23個項目。示范工程只是起步，據(jù)行業(yè)估算，多能互補集成優(yōu)化市場空間將達萬億以上。

為了讓靠天吃飯的風電能夠滿足地區(qū)供電的可靠性要求，該項目的核心為將多余的風電用于電解生產氫氣，氫氣能夠很好地被儲存起來，在缺電的時候通過燃料電池重新轉化為電力。這個流程被定義為：以氫能為基礎的能源補充系統(tǒng)(HECS)，其基礎框架如下：

這個項目的HECS設備能夠提供每年250兆瓦時的電力和將近6500千克的氫氣。一部分氫氣通過燃料電池為附近的一個辦公建筑提供足夠的電力，這棟建筑中午的峰值負荷能夠達到50KW，全年用電量在250兆瓦左右。為了能夠制定出最優(yōu)的風電充放電策略，該系統(tǒng)配備了一套風力發(fā)電預測系統(tǒng)和負荷預測系統(tǒng)，一個通過該系統(tǒng)計算出的6天風電發(fā)電功率和負荷的如下：

如果不加任何的儲能系統(tǒng)，多余的風電都要被放棄掉，在無風或者少風的時候甚至會照成缺電的現(xiàn)象，正午在用電高峰的時候風電功率反而較低，以上6天在不加HECS系統(tǒng)情況下的情況如下圖：

在整合了HECS系統(tǒng)后，通過一個優(yōu)化系統(tǒng)，風電就能夠保證實時的電力供應。燃料電池的反應速度能夠滿足系統(tǒng)的需求，也保證了供電的可靠性。下圖為真實運行中的情況：

可見在風電不足的時候，HECS系統(tǒng)能夠及時響應滿足負荷需求。該項目在2013年5月29日開始運行，至今運行良好，盡管這個系統(tǒng)連接了大電網(wǎng)保障這棟辦公建筑的電力在極端情況下的電力供應，至今也幾乎沒有使用過大電網(wǎng)的電力。

這個項目充分證明了，微電網(wǎng)內部通過整合氫能轉化設備后自給自足的可能性，多能互補的核心在于通過其他能源形式彌補電力不可大規(guī)模儲存的缺點，又通過電力的靈活性和便于傳輸?shù)奶匦耘c其他能源形成了優(yōu)勢互補。在未來的能源系統(tǒng)中，我們將會看到更多不同的能源網(wǎng)絡交織在一起，這個堅強而靈活的能源網(wǎng)才是解決可再生能源高比例應用的關鍵。