我國近海風能資源豐富,擁有18,000 多公里長的大陸海岸線,可利用海域面積多達300 多萬平方公里,是世界上海上風能資源最豐富的國家之一。海上風電都在東南沿海距離電力負荷中心近,并且土地資源緊缺,海上風電正可以緩解這些問題,為了抓住機遇,國內各大能源公司“跑馬圈地”,幾乎將我國適合海上風電的海域瓜分完畢,中國海上風電市場呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的景象。
海上風電與路上風電一樣,具有波動性、間歇性和不規(guī)則性,使風電對電網的貢獻率低于10%,在10%時將給電網運行帶來隱患。海上風電也存在“棄風”的難題,需要解決海上風電儲能的問題。陸上風電的儲能技術在不斷的進步,已有一批新的儲能技術正在研發(fā)中,如:風電固體儲能器、太陽能固體儲能器等新能源儲能技術,已陸續(xù)開發(fā)出來,極大地豐富了陸上風電的儲能方式,但海上風電儲能還是空白。
目前較為先進的是德國弗勞恩霍夫研究所研發(fā)的海上風電抽水儲能系統(tǒng),該系統(tǒng)利用位于海底的抽水蓄能電站儲能,它是將空心球放入深水處,借助空心球,利用深水處的海水壓力儲存能,當需要儲能時,用電力從球體中抽水,當需要釋放能量時,水流通過渦輪機再返回到球體,從而驅動發(fā)電機發(fā)電。這一技術雖然解決了海上風力發(fā)電儲能的難題,但存在缺陷,首先,適用范圍窄,它只適合深水區(qū),因為水越深壓力越大;其次,需要多次轉換,效率低,它先由風能轉換成電能,電能轉換成機械能抽水,水能再轉換成電能,效率很低。
近期由河北省承德市張占海研發(fā)的“浮力與重力復合蓄能式海上風力發(fā)電系統(tǒng)”已獲得成功,它主要是利用海水的浮力進行儲能,當海上有風,電網處在用電高峰期時,風電系統(tǒng)正常工作,風扇帶動發(fā)動機發(fā)電;當海上有風,電網卻處于用電低峰時,動力通過系統(tǒng)傳輸,將浮筒壓入海水中,同時將裝滿海水的水斗提出海面,利用海水的浮力和重力,將動力儲存起來;當海上沒有風,電網又處在用電高峰期時,浮筒由于海水浮力的作用,向上產生動力,同時水斗由于海水重力的作用,向下產生動力,將儲存的能量釋放出來。
它的有益之處在于,它因地制宜,利用了海上風電處在豐富的海水中,海水向上可產生浮力、向下可產生重力,有效地利用這兩種力,就實現(xiàn)了儲能,特點是既適合深水區(qū),也適合淺水區(qū);同時能量是直接轉換,效率高。
這一海上風電儲能技術的研發(fā)成功,填不了海上風電儲能技術的空白,可有效的解決海上風電儲能的難題,將推動海上風電蓬勃發(fā)展。