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太阳能和热光伏技术的结合有助于解决能源存储问题 作者：Andrej Lenert* 1 、Stephen R. Forrest 2
化学工程系 1 、电气工程与计算机科学系 2 和物理学系 2 密歇根大学，密歇根州安娜堡 48109 * alenert@umich.edu 最近在《自然》杂志上发表文章 1 LaPotin 和同事介绍了一种串联光伏电池，它可以将热辐射转化为电能，效率超过 40%，明显超过了蒸汽轮机的热电效率。这种电池模糊了太阳能和热光伏技术之间的界限，有助于提高太阳能的可调度性。正文 电网更多地采用可再生能源对于减少碳排放和实现碳中和至关重要。过去十年来，可再生电力的价格大幅下降至 0.01 美元/千瓦时，实现间歇性可再生能源（如风能和太阳能）高渗透率的最大障碍已成为部署足够的能源储存。现有的固定式储能容量以抽水蓄能水电 (PH) 为主，而新项目通常基于锂离子 (Li-ion) 电池。2 然而，这两种技术都无法满足日益增长的未满足需求，即廉价、长时间的固定式储能，这种储能基于地球上丰富的材料，几乎可以在世界任何地方实施。要解决这个问题，需要将成本降至约 20 美元/千瓦时，才能实现电网深度脱碳。3 为了解决这一储能问题，一些研究小组和初创公司正在开发热电池概念的超低成本版本。这些系统将热光伏 (TPV) 电池与廉价的热能存储 (TES)（陶瓷或石墨块）配对。在电力需求较低时，这些系统会通过电阻加热介质到更高的温度，并将能量存储在绝缘良好的罐中。当需求高时，存储的能量会以光（热辐射）的形式发射，TPV 电池会吸收这些光并转化为电能。结果是一种固定式储能方法，尽管往返效率较低，但与其他储能技术相比，它具有显著优势。这些优势包括低成本（如 PH）、无地理要求（与 PH 不同）、使用地球上储量丰富的储能材料，不需要耗费大量能源且破坏环境的开采（与锂离子不同），以及响应时间短，以秒为单位（与基于涡轮机械的储能不同）。后者对于调节风能和太阳能等间歇性可再生能源的供应特别有利。尽管前景光明，但热电池需要高效 TPV 电池才能实现，因为电池控制着它们的往返效率 (RTE)。一些估计表明，RTE > 36% 是
海事电气公司，有限公司2020集成系统...
执行摘要此集成系统计划文件的目的是为资本预算应用程序提供背景，并提出了公司预见的主要项目以及技术趋势和发展的预示。即将到来的一些项目是由于气候变化和省政府相关的政策而直接或间接的。其他人是由推进技术及其可以带给公司客户带来的价值和收益所驱动的。负载模式和驱动器的电气化供应空间加热和运输将增加系统的负载，并将推动其他基础设施以满足客户的供应和可靠性需求。电动空间加热一直处于向上的趋势，并在此期间驱动了大部分负载增长。该系统已经能够通过以前内置在系统中的备用容量来适应这种增长。电气运输目前在PEI乘用车市场中几乎没有渗透，并且对电能或需求要求的影响忽略不计。在没有省级购买激励措施的情况下，未来五年内预计会有很少的重大影响。在从长远来看，随着电动汽车变得越来越普遍，能源和基础设施的影响都将被视为。将充电转换为非高峰将有助于减少支撑电动汽车充电所需的额外系统基础设施的数量，为了促进这种情况，可能需要更改费率结构。海上电气将有90兆瓦的柴油发电一代剩余的岛上，用于备份和紧急目的。海上电气必须期待，计划增加负载，并开始向系统建立备用容量，否则它将无法在当地一级充电。未能实现广泛的非高峰充电将导致大幅增加基础设施的增加，并相关的成本在高峰期间启用充电。生成和存储在2022年关闭夏洛特敦热生成站（“ CTGS”），将从公司的车队中删除所有重型燃油基础的一代。公司超过60％的产能要求将来自离岛外国来源，并将在CTG关闭后通过大陆传输系统提供。建模表明，在罕见的延长到大陆连接的罕见事件中，岛上可以看到明显的旋转中断，因为当沿着岛上的载荷提供后，只能提供有限的风能。因此，在传输限制期间确保公司的供应并提供备份和紧急服务，需要额外的往岛上可调节产生能力。可调度生成是可以控制燃料源的生成 - 如果燃料源可控，则输出是可控的。燃烧涡轮机，水力，核和蒸汽轮机是可分配产生的例子。太阳能和风是不可触及的，因为这些资源的输出不能用操作可靠的电气系统所需的精度来控制。这将取代由于CTG退休而损失的容量。应将额外的可分配生成连接到69 kV系统，以便可以帮助卸载138/69 KV变压器以及提供紧急和备份服务。在2024年，应在夏洛特敦地区安装至少50兆瓦的额外发电量，以提供容量，电压和运营支持。即将接近生命末端的Borden燃烧涡轮机，应在2030年左右的更新燃烧涡轮机中代替，新涡轮机位于Sherbrooke或Borden Station。