德国弗劳恩霍夫研究所探索海洋储能新方案
2025-05-19 10:20
来源:德国弗劳恩霍夫研究所
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若储存太阳能的关键藏于海浪深处,而非屋顶或电池中,会怎样?德国弗劳恩霍夫研究所的研究人员正就此展开探索,计划将巨大混凝土球体沉入海洋,为依赖陆地的能源储存方案提供海上替代选择。

作为StEnSea(海洋储能)项目的一部分,该研究所一直致力于研究如何利用深海压力在短期至中期内储存能源。据《新阿特拉斯》报道,自2011年起,研究团队便持续将巨大空心混凝土球沉入数百英尺深的海面,以测试这一新领域的水质相关情况。

该研究所计划在 2026 年底前在加利福尼亚州长滩海岸部署一个全尺寸 3D 打印原型。弗劳恩霍夫

在具体原理上,一个空心球体充当充满电的储能装置。当阀门打开,海水流入球体内部,驱动连接到发电机的涡轮机,进而将电力输送到电网。若要补充能量,则需利用电网的能量将海水泵出,克服周围压力。

每个球体直径约30英尺(9米),重达400吨,锚固深度在1970至2625英尺(600 - 800米)之间,以此实现最佳效率。此前,研究团队在莱茵河附近的欧洲康斯坦茨湖成功测试了一个较小模型。如今,弗劳恩霍夫计划在美国能源部400万美元的项目支持下,于2026年底前在加利福尼亚州长滩海岸部署一个全尺寸的3D打印原型。

该装置预计可产生0.5兆瓦的电力,并储存0.4兆瓦时的电力,足以满足美国普通家庭约两周的用电需求。研究所还设定了雄心勃勃的目标,计划进一步扩展此项技术,以处理直径接近100英尺(30米)的更大球体。

弗劳恩霍夫研究人员估算,StEnSea系统可提供约817,000吉瓦时的庞大全球能源存储容量,足以满足德国、法国和英国近7500万户家庭全年的用电需求。

研究所预计,该系统的储能成本约为每千瓦时5.1欧分(4.6美分),初始投资成本约为每千瓦时177美元(158欧元)。这些估算基于一个包含六个球体储能系统的示范性储能园区,其总发电量为30兆瓦,总储能容量为120兆瓦时。

据弗劳恩霍夫研究所介绍,StEnSea的球形储能系统特别适合通过提供频率调节和运行备用来稳定电网。此外,它还支持套利策略,即在电力价格低时购买,在价格高时出售,这也是电网运营商、公用事业公司和能源交易商常用的策略。

从长远看,StEnSea有望与传统抽水蓄能竞争,成为储存多余电网电力的手段,且不占用宝贵土地面积,这是其显著优势。与依赖两个不同海拔水库通过涡轮机输送水的抽水蓄能不同,StEnSea的水下球体可部署在全球多个地点,具有巨大的存储潜力。

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