《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: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:2019-06-07
    • 在气候变化和整个能源和交通系统快速、持续脱碳的需要下,欧洲正在考虑更换柴油动力列车的方案。作为铁路运输中的一种多功能零排放技术,燃料电池和氢能(FCH)列车完全具有能力帮助欧洲实现其温室气体、空气污染和降噪目标。从动车开始,特别是在远距离和高功率要求的用例中,预计FCH技术将在铁路部门发挥越来越大的作用。到2030年,欧洲新购买的火车中每5辆就有1辆可以用氢提供动力。德国和法国的最新发展表明这项技术将补充欧洲的电气化,并以其为火车运营商提供的灵活性,实现铁路的完全脱碳改造。 在铁路环境下,FCH技术与现有的驾驶技术竞争,如柴油和弓网等;同时也与电池解决方案等新兴技术进行竞争。研究表明,FCH列车的性能如柴油技术一样,符合铁路系统的要求。最成熟的FCH应用程序,如动车程序,特别是在生产氢的能源便宜的情况下(例如在斯堪的那维亚),在短期内有可能与柴油动力列车竞争成本。在经济上,它们的性能可以超过弓网电气化服务频率较低的地方,同时仍然提供电气化的环境收益。由于其距离长、添加燃料速度快,FCH技术克服了电池的技术约束。 凭借FCH技术的这种竞争力和给定的框架条件,到2030年,FCH动车组可能取代30%的柴油动车,成为最适合市场的应用。目前市场上和公开招标的动车组情况表明,可以在技术前进的道路上推出新型动车组,也可以增加向非欧洲国家的出口机会。调车机和正线机车市场相对平稳,主要原因是延迟的市场开发——预计在2023年之前不会发生技术较快发展(对技术开发的进一步需求较弱)。 在整个欧洲,FCH列车的需求预计将主要由中欧和北欧的领跑者市场推动,这些市场已经对动车组进行了开放和计划的招标,而部署FCH列车可能性较低的新来者市场则预计将为相对较新的应用开发注入活力,主要是为了取代其成熟的柴油动力机组。 在深入分析整个欧洲不同案例研究的基础上,包括以动车组为重点的4个案例研究、以调车机为重点的3个案例研究和以主线机车为重点的3个案例研究,以下主要结论如下可用于FCH列车的使用: ——在较长的非电气化路线上(100公里以上)使用时,FCH列车具有经济意义; ——FCH列车可特别用于最后一英里的送货路线,也可用于利用率很低的主要线路(每天最多10趟列车); ——低电力成本(低于50欧元/兆瓦时),以及基础设施(加氢站、电极)的高利用率,有利于FCH技术的使用; ——FCH列车能够在不到20分钟的很短停机时间内运行(由于快速补充燃料),并且还能在不补充燃料的情况下,完成超过18小时的长运行时间; ——在许多情况下,FCH列车是目前柴油列车的经济上可行的清洁替代方案; ——在某些情况下,电池驱动的列车可能看起来是一个更具成本效益的选择,但由于其高度特定于路线的定制电池配置而受到操作限制。 在铁路环境下,FCH技术需要采取系统性方法,同时在不同的应用市场前端加快部署。由于FCH技术对经济效率高度依赖,平均能源价格的下降或将对FCH列车的部署产生积极影响。因此,系统地利用氢能作为可再生能源的储能,并更加充分地利用H2基础设施,例如通过基础设施联运使用的方式,是特别有趣的。 在公共交通领域,FCH技术所面临的障碍与其他新技术在该领域大规模部署的风口浪尖上遇到的困难没有什么不同。大多数障碍与所有FCH列车应用有关。在所有的问题中有3个问题被认为是高度优先。对于这3个问题采取有针对性的研发项目(预计总预算为1.13亿欧元),可以在短期内完成攻坚。这些技术开发和示范项目带来的额外产品可用性将有助于加快和优化FCH列车的大规模应用。 要推进未来的FCH列车,需要有针对性的原型,以及技术开发项目的大规模示范项目。这些项目可以进一步制定商业应用的技术和经济性能要求,并为标准和监管修订奠定基础。这将有助于FCH列车在欧洲充分发挥其巨大的市场潜力,并为更广泛的市场释放FCH列车的潜力;同时帮助欧洲实现其在铁路运输方面的排放和降噪目标。