發(fā)電廠發(fā)電過(guò)剩,沒(méi)用完的電如何處理?能造出巨型電池儲(chǔ)存嗎?
發(fā)電廠發(fā)電過(guò)剩,沒(méi)用完的電如何處理?能造出巨型電池儲(chǔ)存嗎?
下面這張動(dòng)圖是火力發(fā)電廠的工作原理演示,看起來(lái)是不是很簡(jiǎn)單?
但實(shí)際上卻沒(méi)那么容易,一座大型火電廠運(yùn)作起來(lái)需要各種資源以及大型機(jī)械的合理配置,甚至連燃燒的鍋爐都不能隨意停火。
連軸轉(zhuǎn)的運(yùn)行方式也意味著電廠會(huì)24小時(shí)不停歇地產(chǎn)生電能,可用電又被分為高峰期和低谷期,低谷期產(chǎn)生的多余電力,該如何處置便又是一項(xiàng)學(xué)問(wèn)了。
好在電池的誕生,讓電可以儲(chǔ)存起來(lái),使其在需要的時(shí)候能隨時(shí)隨地使用。
如今,科技發(fā)展讓電池容量越來(lái)越大,應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣,于是有人提出了這么一個(gè)建議:可不可以造出一個(gè)巨型電池,將發(fā)電廠過(guò)剩的電儲(chǔ)存起來(lái),需要的時(shí)候再用呢?
用電量有精確計(jì)算
其實(shí)不光是曾經(jīng)主推的火力發(fā)電,當(dāng)代新型發(fā)電技術(shù),例如:水利發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、天然氣發(fā)電等,這些電廠一旦運(yùn)作起來(lái)幾乎都是“一動(dòng)便不能停”。
國(guó)家電網(wǎng)也時(shí)時(shí)刻刻都在運(yùn)轉(zhuǎn),確保工商業(yè)和居民用電有充足的保障,所以發(fā)電只能多不能少。
發(fā)電廠出來(lái)的電會(huì)經(jīng)過(guò)周密的計(jì)算,經(jīng)過(guò)電力調(diào)度,轉(zhuǎn)換了電壓之后,再分配給不同需求的用戶,這樣可以避免電力的浪費(fèi)。
電力調(diào)度中心有相當(dāng)復(fù)雜的運(yùn)算過(guò)程,能建立數(shù)據(jù)模型,預(yù)算某個(gè)地區(qū)某個(gè)行業(yè)的用電量,按需生產(chǎn)、按需分配。
因此發(fā)電量和用電量其實(shí)是相對(duì)平衡的,不會(huì)存在過(guò)度的浪費(fèi)。
但由于發(fā)電量必須大于用電量,再加上實(shí)際用電和計(jì)算的誤差,電能還是會(huì)造成一些浪費(fèi),所以多余的電量,國(guó)家是會(huì)儲(chǔ)存起來(lái)的。不過(guò),儲(chǔ)存電不是件容易的事,因?yàn)殡娛欠N看不見摸不著的物質(zhì),無(wú)法直接儲(chǔ)存在介質(zhì)里,只能轉(zhuǎn)化后間接儲(chǔ)存。
儲(chǔ)存電力有多種方式
電的儲(chǔ)存方式有很多種,例如:抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能,還有就是蓄電池儲(chǔ)能。其中抽水蓄能是最常見,也最淺顯易懂的儲(chǔ)存電能方式。
我國(guó)建有山頂抽水蓄電站,它跟三峽水利工程這樣的水電站是不同的。抽水蓄電站不建在江河中,而是建在海拔高的地方,就是為了利用地勢(shì)的高低落差儲(chǔ)水。
抽水蓄電站的山腳通常建有發(fā)電機(jī)房,山頂是人工開鑿的一大片蓄水池。在用電低峰時(shí)期,就用多余的電力把山下的水抽到山頂儲(chǔ)存,當(dāng)需要用電時(shí),再開閘放水,把山頂?shù)乃亓鞯缴较轮匦掳l(fā)電。
這樣一來(lái),便實(shí)現(xiàn)了水能和電能的相互轉(zhuǎn)化,電能也沒(méi)有浪費(fèi)。
其次就是壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù),我國(guó)也有。這種儲(chǔ)電方式需要高壓的環(huán)境,用電力壓縮空氣,儲(chǔ)存進(jìn)鹽井或山體洞穴中,使這些空間成為天然的壓縮氣瓶,從而形成高壓環(huán)境。
(壓縮空氣蓄能)
需要電的時(shí)候,打開氣閥,空間中的釋放出的空氣有巨大的氣壓,氣壓能驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。其實(shí)這種方式跟抽水蓄電的性質(zhì)一樣,都是兩種能量間的相互轉(zhuǎn)換。
不過(guò),壓縮空氣儲(chǔ)能比較抽水蓄能有一點(diǎn)好處,壓縮空氣的發(fā)電廠不需要特地選擇,它不受地勢(shì)的限制,哪里都能建,因此投資成本也相對(duì)較小。并且,露天的蓄水庫(kù)會(huì)在高溫下蒸發(fā),而壓縮空氣的儲(chǔ)存時(shí)間更長(zhǎng),損耗也小。
至于飛輪儲(chǔ)能,則是一種機(jī)械儲(chǔ)能形式,是飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和電能之間的轉(zhuǎn)化。
飛輪內(nèi)裝有發(fā)電機(jī),當(dāng)需要儲(chǔ)存電能的時(shí)候,就將飛輪加速,需要用電的時(shí)候,再將飛輪減速,釋放電能。
超導(dǎo)儲(chǔ)能是將電以電磁的形式儲(chǔ)存在超導(dǎo)螺旋管內(nèi),這種儲(chǔ)能方式功率大,體積小,損耗小,反應(yīng)也快,應(yīng)用十分廣泛。但超導(dǎo)儲(chǔ)能有個(gè)缺點(diǎn),它需要深冷設(shè)備,所以在技術(shù)上還是有些困難。并且它的成本高,投資這種儲(chǔ)能方式不太劃算。
氫儲(chǔ)能方式主要是燃料電池儲(chǔ)存法,充電或放電都是氧化還原的反應(yīng),屬于化學(xué)儲(chǔ)能,這種儲(chǔ)能方式成本也相對(duì)較小。而且氫這種物質(zhì)無(wú)毒無(wú)異味,也無(wú)污染,燃燒后不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì),生成的水還可以循環(huán)使用繼續(xù)制造氫。
蓄電池儲(chǔ)能就是用可充電電池將電裝起來(lái),放到需要的地方釋放電給用戶使用,是現(xiàn)代生活中常見的儲(chǔ)電方式,那么用巨型蓄電池來(lái)儲(chǔ)存電網(wǎng)多余的電能行得通嗎?
邏輯上能行,但具體實(shí)施起來(lái),就得考慮電池的實(shí)際大小。我國(guó)有那么多的發(fā)電站,是每個(gè)電站都配備一個(gè)山一樣大的蓄電池嗎?還是將電池分成多個(gè),再修幾個(gè)儲(chǔ)藏室來(lái)放置?
占地問(wèn)題需要考慮,電池的跑電問(wèn)題也要考慮,還有電池會(huì)不會(huì)泄漏造成環(huán)境污染,也是個(gè)大問(wèn)題。再者,建造如此大的電池,還要讓它綠色無(wú)污染,成本上又是個(gè)巨大的壓力。
越往未來(lái)走,我們所用的能源都是清潔無(wú)污染的,蓄電池儲(chǔ)能雖然簡(jiǎn)單直接,且儲(chǔ)能量大,但跟以上幾種方式相比,有泄漏、自燃和爆炸的風(fēng)險(xiǎn),要發(fā)展巨型蓄電池,技術(shù)上有待革新,這一切只能交由科技來(lái)處理。
(tips:特斯拉就有搞巨型電池的想法,但各界對(duì)此的評(píng)價(jià)是褒貶不一)
總得來(lái)說(shuō),每項(xiàng)儲(chǔ)電方式都有利有弊,可以綜合發(fā)電站的實(shí)際情況,結(jié)合多種方式使用。
實(shí)在不行,我們還可以把電像石油天然氣一樣出口,實(shí)際上,早就有國(guó)家在出口電能資源了,比如烏克蘭就長(zhǎng)期在向歐盟出口電能,目前由于俄烏局勢(shì)升級(jí),烏克蘭才暫停對(duì)歐盟輸電。
我國(guó)也在向非洲、中東、印度、蒙古以及巴基斯坦出口電能。
所以,不用擔(dān)心電站24小時(shí)不間斷地發(fā)電會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的浪費(fèi)。并且我國(guó)至今仍然有很多落后缺電的地方,待那些地方的設(shè)施建好后,電網(wǎng)的輸電量會(huì)更加平衡。