海上風(fēng)電儲能方法探究

我國近海風(fēng)能資源豐富，擁有18，000 多公里長的大陸海岸線，可利用海域面積多達(dá)300 多萬平方公里，是世界上海上風(fēng)能資源最豐富的國家之一。海上風(fēng)電都在東南沿海距離電力負(fù)荷中心近，并且土地資源緊缺，海上風(fēng)電正可以緩解這些問題，為了抓住機(jī)遇，國內(nèi)各大能源公司“跑馬圈地”，幾乎將我國適合海上風(fēng)電的海域瓜分完畢，中國海上風(fēng)電市場呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的景象。

海上風(fēng)電與路上風(fēng)電一樣，具有波動性、間歇性和不規(guī)則性，使風(fēng)電對電網(wǎng)的貢獻(xiàn)率低于10％，在10％時將給電網(wǎng)運(yùn)行帶來隱患。海上風(fēng)電也存在“棄風(fēng)”的難題，需要解決海上風(fēng)電儲能的問題。陸上風(fēng)電的儲能技術(shù)在不斷的進(jìn)步，已有一批新的儲能技術(shù)正在研發(fā)中，如風(fēng)電固體儲能器、太陽能固體儲能器等新能源儲能技術(shù)，已陸續(xù)開發(fā)出來，極大地豐富了陸上風(fēng)電的儲能方式，但海上風(fēng)電儲能還是空白。

目前較為先進(jìn)的是德國弗勞恩霍夫研究所研發(fā)的海上風(fēng)電抽水儲能系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用位于海底的抽水蓄能電站儲能，它是將空心球放入深水處，借助空心球，利用深水處的海水壓力儲存能，當(dāng)需要儲能時，用電力從球體中抽水，當(dāng)需要釋放能量時，水流通過渦輪機(jī)再返回到球體，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。這一技術(shù)雖然解決了海上風(fēng)力發(fā)電儲能的難題，但存在缺陷，首先，適用范圍窄，它只適合深水區(qū)，因為水越深壓力越大；其次，需要多次轉(zhuǎn)換，效率低，它先由風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能，電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能抽水，水能再轉(zhuǎn)換成電能，效率很低。

近期由河北省承德市張占海研發(fā)的“浮力與重力復(fù)合蓄能式海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)”已獲得成功，它主要是利用海水的浮力進(jìn)行儲能，當(dāng)海上有風(fēng)，電網(wǎng)處在用電高峰期時，風(fēng)電系統(tǒng)正常工作，風(fēng)扇帶動發(fā)動機(jī)發(fā)電；當(dāng)海上有風(fēng)，電網(wǎng)卻處于用電低峰時，動力通過系統(tǒng)傳輸，將浮筒壓入海水中，同時將裝滿海水的水斗提出海面，利用海水的浮力和重力，將動力儲存起來；當(dāng)海上沒有風(fēng)，電網(wǎng)又處在用電高峰期時，浮筒由于海水浮力的作用，向上產(chǎn)生動力，同時水斗由于海水重力的作用，向下產(chǎn)生動力，將儲存的能量釋放出來。

它的有益之處在于，它因地制宜，利用了海上風(fēng)電處在豐富的海水中，海水向上可產(chǎn)生浮力、向下可產(chǎn)生重力，有效地利用這兩種力，就實現(xiàn)了儲能，特點(diǎn)是既適合深水區(qū)，也適合淺水區(qū)；同時能量是直接轉(zhuǎn)換，效率高。

這一海上風(fēng)電儲能技術(shù)的研發(fā)成功，填不了海上風(fēng)電儲能技術(shù)的空白，可有效的解決海上風(fēng)電儲能的難題，將推動海上風(fēng)電蓬勃發(fā)展。