儲(chǔ)能型數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為行業(yè)當(dāng)前最重要的發(fā)展趨勢(shì)之一
。微軟、谷歌以及國(guó)內(nèi)一些IDC產(chǎn)業(yè)巨頭
,都紛紛布局儲(chǔ)能型數(shù)據(jù)中心
。5月份,廣東省能源局官網(wǎng)發(fā)布《廣東省推進(jìn)能源高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》也指出
,要促進(jìn)新型儲(chǔ)能與
大數(shù)據(jù)中心的建設(shè)應(yīng)用,積極引導(dǎo)行業(yè)的儲(chǔ)能應(yīng)用落地
。
一般來(lái)說(shuō)
,數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能都是通過(guò)鋰電池儲(chǔ)能來(lái)實(shí)現(xiàn)。其實(shí)除了鋰電池外
,還有很多儲(chǔ)能方式
,可以被應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心中。
80%效率的抽水儲(chǔ)能
抽水儲(chǔ)能是一種利用水的重力勢(shì)能來(lái)儲(chǔ)存電能的方式
。它的原理是在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí),利用多余的電力將水從低處抽到高處的水庫(kù)中
,儲(chǔ)存為勢(shì)能
;在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí),將高處水庫(kù)中的水釋放到低處水庫(kù)中
,推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電
,釋放出電能。
實(shí)際上
,抽水儲(chǔ)能是目前世界上應(yīng)用最廣泛、規(guī)模最大
、技術(shù)最成熟的一種儲(chǔ)能方式
,比鋰電池要廣泛的多。特別是和水電站的天然結(jié)合
,讓抽水儲(chǔ)能有了無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)
。
抽水儲(chǔ)能具有儲(chǔ)存能量大、響應(yīng)速度快
、可靠性高
、壽命長(zhǎng)、維護(hù)成本低等特點(diǎn)
。特別是,抽水儲(chǔ)能效率很高,可以達(dá)到70%~80%
。唯一的缺點(diǎn)可能是抽水儲(chǔ)能需要較大的水庫(kù)儲(chǔ)水
,而數(shù)據(jù)中心企業(yè)顯然不可能去再修一個(gè)水庫(kù)。不過(guò)如果我們逆向思維
,像三峽東岳廟數(shù)據(jù)中心一樣
,干脆把數(shù)據(jù)中心建在水庫(kù)旁呢?
據(jù)統(tǒng)計(jì)
,目前,全世界共有超過(guò)90GW的抽水儲(chǔ)能機(jī)組投入運(yùn)行
。中國(guó)是抽水儲(chǔ)能大國(guó)
,截至2020年底,已有抽水蓄能電站40座
,投運(yùn)容量約為3200萬(wàn)千瓦
。
當(dāng)然,抽水儲(chǔ)能也是出巨型工程的領(lǐng)域
。9月13日
,剛剛通過(guò)的《青海省龍羊峽儲(chǔ)能(一期)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書(shū)(征求意見(jiàn)稿)公示》顯示
,龍羊峽儲(chǔ)能上水庫(kù)為龍羊峽水庫(kù)
,正常蓄水位2598.50m,最低運(yùn)行水位2578.50m
;下水庫(kù)為拉西瓦水庫(kù)
,正常蓄水位2452.00m
,死水位2440.00m
。
從百度地圖上大家了解一下這個(gè)工程的體量。
從龍羊峽到拉瓦西
,直線距離約30公里左右,高程超過(guò)百米
。具體做法
,其實(shí)和普通的抽水儲(chǔ)能差不多,就是
電多的時(shí)候從拉瓦西水庫(kù)抽水至龍羊峽水庫(kù),需要用電的時(shí)候放水發(fā)電
。
又笨又累的重力儲(chǔ)能
重力儲(chǔ)能是一種利用重物的重力勢(shì)能來(lái)儲(chǔ)存電能的方式,整體來(lái)說(shuō)還處于試驗(yàn)和開(kāi)發(fā)階段
。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),水也是重物,所以一般來(lái)講重力儲(chǔ)能是指固體重物儲(chǔ)能
。其某些特色和水儲(chǔ)能差不多
,比如能量大、響應(yīng)快
、壽命長(zhǎng)等
,但也有巨大的缺點(diǎn):水是無(wú)形的、自然界相對(duì)易獲取的
。重力儲(chǔ)能雖然擺脫了山川地形限制
,但其重物的來(lái)源和存放本身就是一個(gè)巨大的難題。
想象一下
,每天把一棟樓搬上、搬下……
目前
,全世界有幾個(gè)重力儲(chǔ)能項(xiàng)目正在進(jìn)行或者計(jì)劃進(jìn)行
,如英國(guó)的Gravitricity項(xiàng)目、瑞士的Energy Vault項(xiàng)目
、美國(guó)的Gravity Power項(xiàng)目等
。
人類之光——熔融鹽儲(chǔ)能
熔融鹽儲(chǔ)能是一種利用熔融鹽的比熱容來(lái)儲(chǔ)存電能的方式。它的原理是在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)
,利用多余的電力將熔融鹽(如硝酸鈉、硝酸鉀等)通過(guò)電阻加熱器加熱到高溫
,儲(chǔ)存為熱能
;在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí),將高溫熔融鹽通過(guò)換熱器傳遞熱量給工質(zhì)(如水
、空氣等)
,使工質(zhì)蒸發(fā)或者膨脹,帶動(dòng)汽輪機(jī)或者氣輪機(jī)發(fā)電
,釋放出電能
。
熔融鹽儲(chǔ)能是一種成熟的儲(chǔ)能方式,目前主要應(yīng)用于太陽(yáng)能塔式發(fā)電系統(tǒng)
。它具儲(chǔ)存能量大
、壽命長(zhǎng)……等非常耀眼的優(yōu)點(diǎn)。
是的
,耀眼!
熔融鹽儲(chǔ)能主要用于延長(zhǎng)太陽(yáng)能塔式發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間
,實(shí)現(xiàn)日夜連續(xù)發(fā)電
。它還可以提高太陽(yáng)能塔式發(fā)電系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性
。目前國(guó)內(nèi)熔融鹽電站及儲(chǔ)能項(xiàng)目眾多,如青海中控德令哈50MW項(xiàng)目
、敦煌100MW項(xiàng)目
、阿克塞70萬(wàn)千瓦項(xiàng)目等。
壓縮空氣儲(chǔ)能
壓縮空氣儲(chǔ)能是一種利用壓縮空氣的壓力勢(shì)能來(lái)儲(chǔ)存電能的方式
。它的原理是在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí),利用多余的電力將空氣通過(guò)壓縮機(jī)壓縮
,并將其儲(chǔ)存在一個(gè)密封的容器中
,儲(chǔ)存為壓力勢(shì)能;在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)
,將壓縮空氣通過(guò)透平機(jī)釋放出來(lái)
,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,釋放出電能
。
壓縮空氣儲(chǔ)能是一種較為成熟的儲(chǔ)能方式
,目前主要分為兩種類型:非絕熱型和絕熱型。非絕熱型壓縮空氣儲(chǔ)能在壓縮和釋放過(guò)程中沒(méi)有保留空氣的溫度變化
,需要外加燃料來(lái)補(bǔ)充空氣的熱量
,提高發(fā)電效率。絕熱型壓縮空氣儲(chǔ)能在壓縮和釋放過(guò)程中保留空氣的溫度變化
,不需要外加燃料來(lái)補(bǔ)充空氣的熱量,提高發(fā)電效率
。
飛輪儲(chǔ)能
飛輪儲(chǔ)能是一種利用飛輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能來(lái)儲(chǔ)存電能的方式
。通過(guò)電動(dòng)機(jī)加速旋轉(zhuǎn),將放置在真空或者低壓環(huán)境中的飛輪加速
,儲(chǔ)存為動(dòng)能
;在放電時(shí),將飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)
,釋放出電能
。
飛輪儲(chǔ)能主要分為兩種類型:低速飛輪和高速飛輪。低速飛輪一般是用金屬制成的
,旋轉(zhuǎn)速度在1000~2000轉(zhuǎn)/分鐘之間;高速飛輪一般是用復(fù)合材料制成的
,旋轉(zhuǎn)速度在20000~60000轉(zhuǎn)/分鐘之間
。
飛輪儲(chǔ)能主要用于電網(wǎng)的調(diào)頻
、調(diào)相
、功率質(zhì)量改善
、瞬時(shí)事故備用等功能。它還可以配合風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源消納
。飛輪儲(chǔ)能當(dāng)前已成熟
,應(yīng)用項(xiàng)目眾多。
無(wú)論哪一種儲(chǔ)能
,都有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用場(chǎng)景
。數(shù)據(jù)中心也可以根據(jù)選址、設(shè)計(jì)
、建造的特點(diǎn)
,選擇更加適合自己的儲(chǔ)能方式,而不必固守鋰電池一條路
。
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