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发电厂发电过剩,没用完的电如何处理?能造出巨型电池储存吗?

  发电厂发电过剩,没用完的电如何处理?能造出巨型电池储存吗?

  下面这张动图是火力发电厂的工作原理演示,看起来是不是很简单?

  但实际上却没那么容易,一座大型火电厂运作起来需要各种资源以及大型机械的合理配置,甚至连燃烧的锅炉都不能随意停火。

  连轴转的运行方式也意味着电厂会24小时不停歇地产生电能,可用电又被分为高峰期和低谷期,低谷期产生的多余电力,该如何处置便又是一项学问了。

  好在电池的诞生,让电可以储存起来,使其在需要的时候能随时随地使用。

  如今,科技发展让电池容量越来越大,应用范围也越来越广,于是有人提出了这么一个建议:可不可以造出一个巨型电池,将发电厂过剩的电储存起来,需要的时候再用呢?

  用电量有精确计算

  其实不光是曾经主推的火力发电,当代新型发电技术,例如:水利发电、风力发电、天然气发电等,这些电厂一旦运作起来几乎都是“一动便不能停”。

  国家电网也时时刻刻都在运转,确保工商业和居民用电有充足的保障,所以发电只能多不能少。

  发电厂出来的电会经过周密的计算,经过电力调度,转换了电压之后,再分配给不同需求的用户,这样可以避免电力的浪费。

  电力调度中心有相当复杂的运算过程,能建立数据模型,预算某个地区某个行业的用电量,按需生产、按需分配。

  因此发电量和用电量其实是相对平衡的,不会存在过度的浪费。

  但由于发电量必须大于用电量,再加上实际用电和计算的误差,电能还是会造成一些浪费,所以多余的电量,国家是会储存起来的。不过,储存电不是件容易的事,因为电是种看不见摸不着的物质,无法直接储存在介质里,只能转化后间接储存。

  储存电力有多种方式

  电的储存方式有很多种,例如:抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、超导储能、氢储能,还有就是蓄电池储能。其中抽水蓄能是最常见,也最浅显易懂的储存电能方式。

  我国建有山顶抽水蓄电站,它跟三峡水利工程这样的水电站是不同的。抽水蓄电站不建在江河中,而是建在海拔高的地方,就是为了利用地势的高低落差储水。

  抽水蓄电站的山脚通常建有发电机房,山顶是人工开凿的一大片蓄水池。在用电低峰时期,就用多余的电力把山下的水抽到山顶储存,当需要用电时,再开闸放水,把山顶的水回流到山下重新发电。

  这样一来,便实现了水能和电能的相互转化,电能也没有浪费。

  其次就是压缩空气储能技术,我国也有。这种储电方式需要高压的环境,用电力压缩空气,储存进盐井或山体洞穴中,使这些空间成为天然的压缩气瓶,从而形成高压环境。

  (压缩空气蓄能)

  需要电的时候,打开气阀,空间中的释放出的空气有巨大的气压,气压能驱动发电机发电。其实这种方式跟抽水蓄电的性质一样,都是两种能量间的相互转换。

  不过,压缩空气储能比较抽水蓄能有一点好处,压缩空气的发电厂不需要特地选择,它不受地势的限制,哪里都能建,因此投资成本也相对较小。并且,露天的蓄水库会在高温下蒸发,而压缩空气的储存时间更长,损耗也小。

  至于飞轮储能,则是一种机械储能形式,是飞轮转动动能和电能之间的转化。

  飞轮内装有发电机,当需要储存电能的时候,就将飞轮加速,需要用电的时候,再将飞轮减速,释放电能。

  超导储能是将电以电磁的形式储存在超导螺旋管内,这种储能方式功率大,体积小,损耗小,反应也快,应用十分广泛。但超导储能有个缺点,它需要深冷设备,所以在技术上还是有些困难。并且它的成本高,投资这种储能方式不太划算。

  氢储能方式主要是燃料电池储存法,充电或放电都是氧化还原的反应,属于化学储能,这种储能方式成本也相对较小。而且氢这种物质无毒无异味,也无污染,燃烧后不会产生有害物质,生成的水还可以循环使用继续制造氢。

  蓄电池储能就是用可充电电池将电装起来,放到需要的地方释放电给用户使用,是现代生活中常见的储电方式,那么用巨型蓄电池来储存电网多余的电能行得通吗?

  逻辑上能行,但具体实施起来,就得考虑电池的实际大小。我国有那么多的发电站,是每个电站都配备一个山一样大的蓄电池吗?还是将电池分成多个,再修几个储藏室来放置?

  占地问题需要考虑,电池的跑电问题也要考虑,还有电池会不会泄漏造成环境污染,也是个大问题。再者,建造如此大的电池,还要让它绿色无污染,成本上又是个巨大的压力。

  越往未来走,我们所用的能源都是清洁无污染的,蓄电池储能虽然简单直接,且储能量大,但跟以上几种方式相比,有泄漏、自燃和爆炸的风险,要发展巨型蓄电池,技术上有待革新,这一切只能交由科技来处理。

  (tips:特斯拉就有搞巨型电池的想法,但各界对此的评价是褒贬不一)

  总得来说,每项储电方式都有利有弊,可以综合发电站的实际情况,结合多种方式使用。

  实在不行,我们还可以把电像石油天然气一样出口,实际上,早就有国家在出口电能资源了,比如乌克兰就长期在向欧盟出口电能,目前由于俄乌局势升级,乌克兰才暂停对欧盟输电。

  我国也在向非洲、中东、印度、蒙古以及巴基斯坦出口电能。

  所以,不用担心电站24小时不间断地发电会产生过大的浪费。并且我国至今仍然有很多落后缺电的地方,待那些地方的设施建好后,电网的输电量会更加平衡。