《美国热浪滚滚 电池储能使用量攀升22%》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2020-08-12
  • 根据Enel X公布的数据显示,随着夏季热浪席卷美国大部分地区,今年纽约、加州、马萨诸塞州和安大略省为了帮助减少用电高峰需求,储能资源的使用量是去年的5倍。

    Enel X通过安装储能电池和分布式能源(DER)优化软件,帮助C&I的客户减少能源消耗,并通过公用事业需求响应项目实现盈利。Enel X负责管理和运营,此外,在大多数情况下,Enel X还持有电池储能系统的所有权。

    当电网的能源需求处于高峰时,使用由Enel X软件优化的表内电池储能系统的C&I客户可以使用存储在该系统中的能量,而不是使用来自电网的电力。在需求响应事件的实例中,本地公用事业或ISO将发出警报,触发电池储能系统操作员的调度。电池在这些事件中被调度,转移站点负载脱离电网,类似于传统的需求响应参与者被调度以减少负载。

    根据Enel的说法,该软件使用机器学习来了解设备的行为,并预测其电力消耗,这将被保存到软件的算法中。该算法不断评估这些信息,以及诸如市场价格、公用事业费率、需求响应、需求收费和电池储能等因素,以确定它将如何与储能资产相互作用。当算法算到储能将是最经济有效的时候,该软件就会转向使用储存的能源。

    Enel说:“DER软件本身决定什么能给客户带来最好的回报,所以客户不会受到任何影响。”

    该公司表示,7月份它已经通过储能和需求响应发送了1,260MW (5,058MWh),几乎是6月份(477MW)发送量的三倍。该公司还表示,今年夏天,其位于布鲁克林的Gateway Centre电池储能项目已经被发送了24次以缓解电网压力,总计95,789千瓦时,Enel X表示:“完全超出了预测”。

    这款4.8MW/16.4MWh的网关中心电池是在2019年12月安装的,用于支持Con Edison公司在用电高峰期的用电。

    Enel表示,今年旗下的25个电池春泥更系统的调度总量比去年增加了22%,这些系统一直在积极参与需求响应项目。

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    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2020-07-29
    • 7月23日长征五号遥四运载火箭成功发射,备受瞩目的火星探测器“天问一号”被送入预定轨道。 这是我国首次火星探测任务,将在完全陌生的火星环境下,一次性实现火星环绕、着陆和巡视三大任务,对火星开展全球性、综合性的环绕探测,并在火星表面开展区域巡视探测,这在世界航天史上也属于首例。 天问一号是通过一个着陆巡视组合体来完成着陆和巡视两项任务的。着陆巡视组合体包括进入舱和火星车两部分,进入舱负责着陆,火星车负责科学探测。 奔向火星的过程中,最大的难点在于在再入、下降与着陆过程中,要将探测器的时速从两万多千米/小时降低至0。如何做好探测器的热防护,关系着火星车能否安全到达火星表面开展相关工作,关系着“天问一号”探测任务的成败。 坠入火星,探测器都经历什么 与月球不同,火星上也存在大气层。虽然火星大气比地球要稀薄一些,但在着陆器高速进入情况下,与大气层的高速摩擦也会使着陆器表面温度急剧升高,就如同一颗流星一样,如果不进行有效的防护,就将烧毁在大气层中。 别看火星上大气密度只有地球的1%,但其大气中二氧化碳占95%,氮气占3%,与从地球轨道上返回的飞船相比,着陆火星的探测器在高热状态下会发生更加复杂的物理化学反应。人类探测火星起步于20世纪60年代,2020年之前共实施了44次火星探测任务,其中美国20次,苏联/俄罗斯20次,欧洲2次,日本1次,印度1次,任务形式包含掠飞、环绕、着陆及巡视探测。只有24次任务取得了成功或部分成功,成功率54.5%,可见火星探测器成功着陆的难度有多高。 为了安全地护卫“天问一号”成功着陆,中国航天科技集团有限公司一院703所根据探测器形状、不同部位所承受的气动载荷及热流密度的不同,“量体裁衣”创新研制了三种材料,分别是超轻质的蜂窝增强低密度烧蚀防热材料、连续纤维增强中密度防热材料和超轻质大面积防热涂层材料。 这三种材料协同作战,在探测器着陆的时候,材料表面与火星大气摩擦并发生复杂的物理化学反应,同时带走大量的热,同时材料内部还具有良好的保温隔热性能,虽然表面“热浪滚滚”,里面却依旧“凉爽宜人”,有效保护探测器不被烧坏。 新型防护材料有哪些过人之处 火星距离地球较远,为使运载火箭推送的更远,天问一号探测器的重量不能过大,因此对探测器防热结构的重量要求也达到了十分苛刻的程度,在如此严苛要求下又要完成热防护使命,因此必须采用最优化设计,尽可能“榨干”防热材料的防热性能和防热效率。 “天问一号”探测器着陆过程中,受热最严重的大底部分采用的是超轻质的蜂窝增强低密度烧蚀防热材料。这种材料可以说是空间飞行器防热的一员“老将”。“神舟”载人飞船、月地高速载入返回飞行器中,蜂窝增强低密度烧蚀防热材料都发挥了热防护的关键作用。 蜂窝增强低密度烧蚀防热材料材料样件 此次火星探测器上采用的是配方优化设计的新型超轻质蜂窝增强低密度烧蚀防热材料。跟它的“前辈”们相比,此材料强度更高、密度更低,并且可以根据承受的气动载荷分布对蜂窝格子进行变厚度优化设计,在保证探测器拐角部位能够耐受更严苛的气动载荷的情况下,使整个结构的材料重量更加轻质化。 探测器大底结构的直径达到3.4m左右,共计约70000个蜂窝格子,团队采用整体成型工艺,确保了在如此多的蜂窝格子中材料一次性灌注到位,不论是成型效率、成型质量还是成型可靠性都达到国际领先水平。整个探测器大底结构具有非常好的整体性,确保了其在奔向火星的过程中承受高低温交变的结构稳定性。 探测器大底大面积使用超轻质的蜂窝增强低密度烧蚀防热材料 除了大面积的低密度烧蚀防热材料之外,探测器的其它部位还需要一些更具承载能力的防热材料,为此,团队还研制了连续纤维增强中密度防热材料,既能满足结构要求,又具备轻质特点。该材料主要用作探测器大底及背罩防热结构的舱盖、封边环、埋件、螺塞等零部件,相比较低密度材料其强度更高,兼顾了耐烧蚀和承载能力。 而在受到热流相对较低的背罩结构上,团队采用的是超轻质的烧蚀防热涂层材料。该材料基本热物理性能达到国际先进水平,不仅隔热性能优良,也对着陆器的减重起到重要作用。同时,还充分考虑发射场的环境影响和真空总质量损失等要求,持续优化材料,使其耐盐雾、耐湿热性能均通过试验,真空总质量损失和可凝挥发份均满足设计要求。 超轻质防热涂层材料 三种材料协同作战 这三种材料在结构、配方及工艺设计时,还需要考虑的一个重要因素就是它们之间的结构热匹配性。探测器飞向火星的时间较长,由于轨道的变换和距离太阳的远近,防热材料在飞行过程中要承受极低的温度以及高低温度的循环交变,“冰火两重天”很容易导致材料发生开裂、脱落等灾难性问题。 在这样的恶劣条件下,三种防热材料和结构需要与着陆器的内部结构保持良好的结构热匹配性和完整性。团队通过工程计算、数值模拟及必要的地面试验等方法,设计模拟三种材料在极低温、高低温交变的空间环境下的结构变化及烧蚀匹配性,再根据实验结果进行优化设计,最终确保这三种材料的匹配性和完整性,使它们能够在茫茫太空中“协同作战”,为探测器安全抵达、顺利着陆保驾护航。
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    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-07-16
    • 在近年来全球能源结构转型的大背景下,电池储能技术作为可再生能源的重要支撑,正逐渐崭露头角。根据美国清洁能源协会(ACE)与Wood Mackenzie联合发布的最新数据,2024年第一季度,美国各地的发电厂、家庭和商业设施共安装了近1.3吉瓦(GW)的电池储能装机,这一数字不仅标志着电池储能技术的快速发展,也预示着美国电网电池储能规模在未来几年内将实现显著增长。 具体来看,2024年第一季度,美国安装的公用事业规模电池装机容量较去年同期实现了翻番,高达去年同期的两倍多。整体电池存储安装量——这不仅仅包括公用事业规模的项目,还包括家庭和商业安装量——比2023年第一季度高出84%。在这一波安装浪潮中,电网电池占据了新增装机的大部分。其中,几乎所有993兆瓦(MW)的新公用事业规模存储容量都集中在三个州:得克萨斯州、加利福尼亚州和内华达州。得克萨斯州作为全美最热门的电网电池市场,其电池储能装机容量的增长尤为显著;加利福尼亚州则凭借其庞大的储能装机容量,继续稳坐头把交椅;而内华达州则凭借丰富的太阳能资源和强劲的电池部署势头,成为新的储能热点。 这一波电池储能安装浪潮的出现,与美国太阳能发电量的指数级增长密不可分。十年前,美国总共有约20吉瓦(GW)的太阳能接入电网;而如今,美国每年的太阳能安装量都远超这一数字。然而,这种快速增长也带来了一个问题:像加利福尼亚州这样的太阳能饱和州,其生产的清洁电力往往超过了他们可以立即使用的电力。在这种情况下,如果没有电池储能技术来存储多余的电量,大量无碳能源就会被浪费掉。这种动态带来的需求,以及对公用事业规模存储开发商和家用电池慷慨的激励措施,共同推动了美国当前的电池繁荣。 电池储能技术的广泛应用不仅有助于解决清洁能源的浪费问题,还能在电力系统中发挥多重作用。以得克萨斯州为例,去年夏天,该州的电池储能系统在极端天气导致的电力供应紧张时期发挥了关键作用,帮助避免了停电事件的发生。在犹他州,电池储能系统正在助力公用事业公司应对突然激增的电力需求,提高了电力系统的稳定性和可靠性。而在加利福尼亚州,电池储能正在逐步取代传统的天然气存储设施,成为该州能源转型的重要支撑。 据预测,美国储能市场将于2024年新增规模达到35GWh,自2022年至2025年的复合增长率预计约为54%。鉴于美国储能主要集中在新能源占比较高的区域,特别是在加州、德州等边际消纳能力趋于饱和的情况下,预计未来三年内(2023年至2025年),集中式光伏配储的渗透率将持续上升,功率配比将长期保持在接近50%的水平。同时,在电网升级改造力度加大、并网容量限制得到缓解以及并网审批法案改革提升审批效率等多重因素的推动下,独立储能的发展有望加速,预计其规模将超过光伏配储。 尽管2023年因利率上涨及电价回落影响,导致装机积极性略有下降,但相较于2022年的低基数,整体仍呈现较大幅度的增长。综合考虑以上因素,预计2023年至2025年,美国储能新增装机规模将达到22GWh、35GWh和51GWh,同比增长率分别为57%、60%和44%。其中,大型储能预计分别为20GWh、31GWh和45GWh,工商业储能预计为1GWh、2GWh和3GWh,户储预计为2GWh、3GWh和4GWh。整体而言,自2022年至2025年,美国储能市场的复合增长率预计约为54%。 展望未来,随着太阳能在全美范围内的持续发展,更多的电池储能项目可能会随之而来。这不仅将带来更加清洁、高效的能源供应方式,还将推动相关产业链的发展和创新。同时,随着技术的进步和成本的降低,电池储能技术将逐渐走向普及化、平民化,为更多家庭和商业设施提供可靠、经济的能源解决方案。