重力储能,是基于重力势能与电能相互转换的物理储能技术。重力储能的基本原理是,利用电力系统富余电能将重物提升至高处,将电能转化为重力势能进行储存;需要时重物受重力作用下落,驱动发电机将势能转换为电能回馈电网。
按照技术路线来划分,固体重力储能主要包括竖井式、地面构筑物式、山体斜坡式等型式。竖井式重力储能利用垂直竖井,通过重物的提升和下降实现能量转换。地面构筑物式重力储能在地面建设塔式或框架式结构,通过垂直提升和水平位移系统调度重物。山体斜坡式重力储能利用山地自然坡度,通过轨道系统运输重物实现能量转换。
对比来看,竖井式重力储能可采用已有或新建的竖井,能够充分利用废弃矿井等资源;山体斜坡式重力储能建设成本较低,适合高海拔山区;地面构筑物式重力储能初始投资成本较高,但结构稳定,适合功率波动较大的场景。
重力储能技术定位于电网级长时间储能场景,可对高渗透率新能源电力系统开展功率平抑与负荷移峰填谷。依托本征安全、场地与容量配置自由度高、允许深度充放电、无循环次数约束、易规模化推广等显著特点,重力储能在可再生能源消纳、电网稳定支撑及独立供电系统中具备较大应用空间。
新思界
行业分析人士表示,江苏如东100兆瓦时重力储能项目,是国内首个重力储能技术应用示范项目,建设了一座长120米、宽110米、高148米的储能塔,通过人工智能算法控制12672块重力块(单体重量25吨)垂直提升和水平位移实现势能与电能的转换,一次升降循环可充放电10万度。
贵州遵义山地斜坡式重力储能示范工程,利用科创示范园区内海拔高差10多米的山地平台,通过链式牵引加轨道支撑系统运输重力块发电,单个重力块约1.5吨重,系统效率预计达到80%,适配长时储能。我国重力储能应用示范项目正在增多,为其规模化应用奠定技术基础。
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