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要想利用可再生能源，就得能靈敏地調控其發(fā)電量。這是保持電網(wǎng)穩定，以及確保在斷電后快速恢復供電的途徑。西門(mén)子研制的蓄電系統Siestorage有可能解決這個(gè)問(wèn)題——西門(mén)子與供電企業(yè)Enel公司正在意大利開(kāi)展試點(diǎn)項目。

在意大利，西門(mén)子和供電企業(yè)Enel公司正在試驗利用鋰離子蓄電裝置來(lái)儲存光伏電站生產(chǎn)的過(guò)剩電力。

意大利擁有得天獨厚的充沛日照，因此，這個(gè)國家的光伏發(fā)電（PV）產(chǎn)業(yè)正欣欣向榮便也不足為怪了。譬如，供電企業(yè)Enel公司運營(yíng)的電網(wǎng)，包含了總輸出功率逾1100萬(wàn)千瓦的光伏發(fā)電設施，其中大部分都直接向中壓配電網(wǎng)絡(luò )輸送電能。

不過(guò)，喜人形勢的背后也有堪憂(yōu)之處：中午日照強烈時(shí)，太陽(yáng)能電池板生產(chǎn)的大量電能將通過(guò)電網(wǎng)輸送至千家萬(wàn)戶(hù)，然而這時(shí)的電力需求并不大。如果是陰天，發(fā)電量就會(huì )急劇下降。一般而言，諸如太陽(yáng)能電站和風(fēng)電場(chǎng)等發(fā)電量波動(dòng)不定的發(fā)電設施并網(wǎng)發(fā)電的數量越多，就越難以保證電網(wǎng)穩定。必須時(shí)刻保持供需平衡。如若不然，所產(chǎn)生的電壓和頻率波動(dòng)會(huì )擾亂甚至毀壞電子設備。

有鑒于此，蓄電系統的重要性顯然會(huì )與日俱增。蓄電裝置可以在特定時(shí)間將暫時(shí)不需要的多余電能儲存起來(lái)，當用電需求增長(cháng)時(shí)，再將這些電能送回電網(wǎng)。數十年來(lái)，高效的抽水蓄能電站一直被用于長(cháng)期儲存電能。西門(mén)子電力系統和蓄電裝置高級*Uwe Fuchs指出：“不幸的是，沒(méi)有足夠多的場(chǎng)所用于建造這種設施。因此，我們必須開(kāi)發(fā)替代解決方案，用于穩定電網(wǎng)。”

據德意志銀行發(fā)布的數據，從2012年到2025年，德國蓄電裝置市場(chǎng)規模有望至少增長(cháng)一倍。今后20年，僅德國的相關(guān)投資就將高達300億歐元左右。晚不超過(guò)2040年，經(jīng)常性的蓄電量將達到400億度左右，有時(shí)候蓄電持續時(shí)間會(huì )長(cháng)達數月。這個(gè)數字是當前德國所有抽水蓄能電站蓄電容量總和的1000倍。相比之下，2012年德國所有電廠(chǎng)的總發(fā)電量為6180億度。

目前已有多種技術(shù)可用于解決這個(gè)問(wèn)題。譬如，氫能蓄電裝置可以?xún)Υ骘L(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)的過(guò)剩電能。這些裝置采用電解法，將水還原為蘊含高能量的氫氣。這些氫氣可以被臨時(shí)貯存到地下洞穴內，這種地下洞穴已經(jīng)用于存儲天然氣。如果用電需求增長(cháng)，那么，這些蘊含高能量的氫氣可用于驅動(dòng)發(fā)電機組，然后，所生產(chǎn)的電能將被輸送至電網(wǎng)。抑或，可以讓氫氣與二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應，產(chǎn)生甲烷，然后將這些甲烷送入天然氣管網(wǎng)。還可以將所產(chǎn)生的甲烷用作化工原料或者燃料電池汽車(chē)的燃料。

也可以通過(guò)壓縮空氣儲存能量。這種方法是將空氣泵入諸如鹽丘等空穴中，然后將之壓縮，直至壓力高達100巴。過(guò)后，可將壓縮空氣用于驅動(dòng)燃氣輪機。換句話(huà)說(shuō)，燃燒仍需使用諸如天然氣等礦物燃料，但助燃空氣不再需要進(jìn)行壓縮。

后，有一種*的蓄電系統：電池。目前，鋰電池是用于穩定配電網(wǎng)的電池，因為它們兼具高蓄電容量和高充放電率雙重優(yōu)勢。倘若電網(wǎng)負載波動(dòng)不定，那么，這種電池可以在短短數毫秒之內吸納或供應電能。與抽水蓄能電站不同的是，電池只需要在短短幾分鐘時(shí)間內輸送電能——譬如，當云朵暫時(shí)擋住陽(yáng)光，導致連接至微型電網(wǎng)的光伏電站的發(fā)電量下降時(shí)。

借助電池系統穩定電網(wǎng)。早在若干年以前，西門(mén)子就已開(kāi)始開(kāi)發(fā)蓄電裝置。西門(mén)子Siestorage蓄電系統是一個(gè)模塊化系統，它為高性能鋰離子電池配備了電力電子裝置，以便連接至電網(wǎng)。Fuchs表示，“借助該系統，我們既可以穩定400伏低壓電網(wǎng)，也可以穩定10-30千伏配電網(wǎng)。這些電池和控制電子裝置均為安裝在機柜中的滑動(dòng)式單元，可輕松將之集成于可控制溫度和濕度的柜體。”

2012年2月，這樣一個(gè)設備機柜落戶(hù)意大利莫利塞地區的Isernia市。該區擁有大量并入Enel配電網(wǎng)的光伏電站。Fuchs解釋道，“我們的系統是歐洲首套鋰離子蓄電裝置。它是適用于配電網(wǎng)的性能強大的蓄電裝置。其控制電子裝置可持續測定電網(wǎng)電壓和頻率。Siestorage可隨情況的變化而吸納或供應電能。”意大利的這套系統的蓄電容量為500度，能夠以高達數百萬(wàn)瓦的功率儲存和釋放電能。

對于農村地區的微型電網(wǎng)，這足以保持其穩定性，哪怕是包含發(fā)電量波動(dòng)不定的太陽(yáng)能電池系統的微型電網(wǎng)。在西門(mén)子近發(fā)布的《可持續發(fā)展報告》中，Enel公司網(wǎng)絡(luò )和基礎設施部門(mén)的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)主管Paola Petroni表示：“迄今為止的測試結果令我們非常滿(mǎn)意。”Enel公司是意大利大的供電企業(yè)，擁有超過(guò)3200萬(wàn)個(gè)客戶(hù)，運營(yíng)并維護著(zhù)100多萬(wàn)公里的輸電線(xiàn)路。Petroni說(shuō)：“西門(mén)子產(chǎn)品能夠應對電力生產(chǎn)波動(dòng)以及幾座電動(dòng)汽車(chē)充電站造成的負載起伏。”這個(gè)能力主要得益于特制的換流器。這些裝置秉承了西門(mén)子SIPLINK產(chǎn)品（Power Link）的大量技術(shù)優(yōu)勢。近十年來(lái)，SIPLINK產(chǎn)品被用作工廠(chǎng)電網(wǎng)連接和岸船供電的輔助裝置。Fuchs說(shuō)：“軟件確保Siestorage換流器能夠針對電網(wǎng)變化做出靈活響應，特別是在出現頻率波動(dòng)時(shí)。這個(gè)時(shí)候，在短短數秒之內會(huì )發(fā)生很多情況。”

在一個(gè)將于2014年秋季啟動(dòng)的項目中，Siestorage也將扮演重要角色。西門(mén)子將攜手德國Arcelor Mittal in Eisenhuettenstadt市的鋼鐵制造商Arcelor Mittal公司和當地供電企業(yè)VEO公司，共同建造一個(gè)用于在斷電時(shí)提供電力的備用系統。在這個(gè)系統中，Siestorage裝置將利用一臺電機來(lái)啟動(dòng)鋼廠(chǎng)自有燃氣電廠(chǎng)中的燃氣輪機，以便確保在發(fā)生斷電事故時(shí)，工廠(chǎng)也能依靠自有電網(wǎng)保持正常運轉。Fuchs解釋道：“這種應用場(chǎng)景對能源轉型也有一定的借鑒意義。未來(lái)，我們將需要許多能夠在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)靈活快速黑啟動(dòng)的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，而這正是Siestorage所能做到的。簡(jiǎn)而言之，它能用于替代常規柴油發(fā)動(dòng)機。”

Siestorage日趨完善。Fuchs解釋道：“我們的換流器和我們現在使用的電池讓我們得以利用安裝在標準40英尺機柜中的蓄電容量為1000度的蓄電裝置，以高2000千瓦的功率吸納或供應電能。對于特殊應用，使用性能高得多的電池也是一種值得考慮的方案。譬如，用于集裝箱起重機或輪胎試驗臺的制動(dòng)能量回收系統。”這樣的應用涉及在短時(shí)間內處理大量能量。但是，由于Siestorage的充電周期較短，因此這個(gè)系統的制動(dòng)能量回收率尚未達到100%?，F在，西門(mén)子專(zhuān)家正在努力豐富產(chǎn)品組合，以便客戶(hù)大限度提高蓄電裝置的輸出功率和蓄電容量。這將確?？蛻?hù)電網(wǎng)盡可能保持穩定和高效。