有時(shí)候，兩者都比單一好。太陽能和儲(chǔ)能技術(shù)的結(jié)合就是一個(gè)例子。原因是太陽能并不總是在最需要能量的時(shí)候產(chǎn)生。夏季下午和傍晚通常會(huì)出現(xiàn)峰值用電，此時(shí)太陽能發(fā)電量正在下降。這些時(shí)期氣溫最高，白天工作的人回家后會(huì)開始用電降溫、做飯、操作電器。

 

即使沒有陽光，儲(chǔ)能技術(shù)也可以幫助太陽能為電力供應(yīng)做出貢獻(xiàn)。它還可以幫助平衡太陽能在電網(wǎng)中的波動(dòng)。這些波動(dòng)是由于光伏照射造成的 (PV) 電池板或聚光太陽能熱發(fā)電熱發(fā)電電池板 (CSP) 由于系統(tǒng)中陽光的變化。太陽能的生產(chǎn)會(huì)受到季節(jié)、一天中的時(shí)間、云層、灰塵、陰影、雨雪、污垢等障礙物的影響。有時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)與太陽能系統(tǒng)共存或并置；有時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)是獨(dú)立存在的。但無論是哪種配置，它都可以幫助將太陽能更有效地融入能源模式。

 

什么是儲(chǔ)能？

“儲(chǔ)能”是指在必要時(shí)捕獲電能并將其轉(zhuǎn)化為其他形式的能量（如化學(xué)能、熱能和機(jī)械能）并釋放的技術(shù)。鋰離子電池就是這樣一種技術(shù)。雖然儲(chǔ)能的效率不是全部——在能量轉(zhuǎn)換和回收過程中總會(huì)有一些能量損失——但儲(chǔ)能可以在不同于能量產(chǎn)生時(shí)間的時(shí)間段內(nèi)靈活地使用能量。因此，儲(chǔ)能可以通過匹配供需來提高系統(tǒng)的效率和彈性，提高電能質(zhì)量。

 

儲(chǔ)能設(shè)施在能量容量方面有所不同（通常以千瓦時(shí)或兆瓦時(shí)為單位，即在給定時(shí)間內(nèi)可釋放的能量）和功率容量（通常以千瓦時(shí)或兆瓦為單位）。不同的儲(chǔ)能能量和功率容量可用于管理不同的任務(wù)。短期儲(chǔ)能（僅持續(xù)幾分鐘）可以確保太陽能發(fā)電廠在云層漂浮時(shí)平穩(wěn)運(yùn)行，導(dǎo)致輸出波動(dòng)，而長期儲(chǔ)能可以在太陽能發(fā)電量低或遇到重大天氣事件時(shí)提供數(shù)天或數(shù)周的電力供應(yīng)。

儲(chǔ)能與太陽能相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)

平衡電力負(fù)荷——如果沒有儲(chǔ)能，電力必須同時(shí)發(fā)電和消耗，這可能意味著電網(wǎng)運(yùn)營商需要關(guān)閉一些發(fā)電設(shè)施或“減少”一些發(fā)電，以避免發(fā)電過剩和電網(wǎng)可靠性問題。相反，太陽能在日落或陰天等其他時(shí)間可能很少發(fā)電，但對(duì)電力的需求很大。在這個(gè)時(shí)候，儲(chǔ)能起著重要的作用。當(dāng)發(fā)電量高且耗電量低時(shí)，儲(chǔ)能可以在負(fù)載或需求高時(shí)充電和分配。當(dāng)儲(chǔ)存一些太陽能時(shí)，電網(wǎng)運(yùn)營商可以在必要時(shí)隨時(shí)使用，包括日落后。

 

“穩(wěn)定”太陽能發(fā)電——短期儲(chǔ)能可以確保發(fā)電量的快速變化不會(huì)對(duì)太陽能發(fā)電廠的產(chǎn)量產(chǎn)生重大影響。例如，小型電池可以用來處理由云漂移引起的短期發(fā)電中斷，幫助電網(wǎng)保持可靠和持續(xù)的“穩(wěn)定”供電。

 

提供靈活性——太陽能和儲(chǔ)能系統(tǒng)可以在停電時(shí)提供應(yīng)急電源。為了保證通信等基本服務(wù)的持續(xù)運(yùn)行，它們可以維持關(guān)鍵設(shè)施的運(yùn)行。太陽能和儲(chǔ)能也可用于移動(dòng)或便攜式電源等微電網(wǎng)和小型應(yīng)用。

 

儲(chǔ)能類型

電網(wǎng)中最常見的儲(chǔ)能類型是抽水儲(chǔ)能。然而，與太陽能發(fā)電廠最常見的儲(chǔ)能技術(shù)是太陽能發(fā)電廠的電化學(xué)儲(chǔ)能（電池）和聚光太陽能發(fā)電廠的熱儲(chǔ)能（流體）。壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能等其他類型的儲(chǔ)能可能具有不同的特點(diǎn)，如非?？斓姆烹娝俣然蚍浅４蟮娜萘浚@使得它們對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營商具有吸引力。有關(guān)其他類型儲(chǔ)能的更多信息，如下所示。

 

抽水蓄能水電

 

抽水蓄能水電是一種利用水資源儲(chǔ)存能量的技術(shù)。當(dāng)能源需求較低時(shí)，電能被用來將水泵送到山上并注入水庫。當(dāng)能源需求較高時(shí)，水可以流回山腳，促進(jìn)渦輪機(jī)發(fā)電。抽水蓄能是一項(xiàng)經(jīng)過長期測試的成熟技術(shù)。

 

電化學(xué)儲(chǔ)能

我們中的許多人都熟悉電化學(xué)電池，如筆記本電腦和手機(jī)中的電池。當(dāng)電流進(jìn)入電池時(shí)，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而儲(chǔ)存能量。當(dāng)電池放電時(shí)，化學(xué)反應(yīng)會(huì)逆轉(zhuǎn)，導(dǎo)致兩個(gè)電觸點(diǎn)之間產(chǎn)生電壓，從而使電流流出電池。鋰離子電池是最常見的電池單元，但其他常見的選擇包括鉛酸電池、鈉電池和鎳基電池。

熱能儲(chǔ)存

熱儲(chǔ)存是一種利用液體或其他材料（如水和熔融鹽）儲(chǔ)存熱量的技術(shù)。這些熱儲(chǔ)存材料在必要時(shí)儲(chǔ)存在保溫罐中并釋放。這些能量可以直接用于加熱和冷卻，也可以用于發(fā)電。在用于發(fā)電的熱儲(chǔ)存系統(tǒng)中，熱用于沸水。蒸汽驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，并使用與傳統(tǒng)發(fā)電站相同的設(shè)備發(fā)電。熱能儲(chǔ)存在聚光太陽能發(fā)電廠（CSP）它非常有用。發(fā)電廠將陽光聚焦在接收器上，以加熱工作流體。超臨界二氧化碳被探索為利用更高溫度和縮小發(fā)電廠規(guī)模的工作流體。

 

飛輪儲(chǔ)存

飛輪是連接到旋轉(zhuǎn)軸的重型車輪。能量消耗可以使車輪旋轉(zhuǎn)得更快。這種能量可以通過將車輪連接到發(fā)電機(jī)來提取。發(fā)電機(jī)利用電磁力減慢車輪速度并發(fā)電。雖然飛輪可以快速供電，但它們不能儲(chǔ)存大量能量。

 

太陽能燃料

太陽能可以用來制造新的燃料，這些燃料可以燃燒或消耗能量，從而有效地將太陽能儲(chǔ)存在化學(xué)鍵中。研究人員正在研究的潛在燃料包括氫氣（通過將氫氣從水中的氧氣中分離而產(chǎn)生的）和甲烷（通過將氫氣與二氧化碳結(jié)合而產(chǎn)生的）。甲烷是天然氣的主要成分，通常用于發(fā)電或家庭供暖。

 

最終，家庭和商業(yè)太陽能用戶、公用事業(yè)公司和大型太陽能運(yùn)營商可以從太陽能和儲(chǔ)能系統(tǒng)中受益。隨著研究的深入和太陽能和儲(chǔ)能成本的下降，所有美國人都將更容易獲得太陽能和儲(chǔ)能解決方案。

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