太阳能不够用,他们想把摩天大楼变成「电池」

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06-01 21:08

近年来可再生能源在人们生活中所占的比重越来越大,从化石燃料逐渐转为太能、风能、地热能和水能等这类清洁能源。可再生能源虽好,但目前也有无法忽视的局限性,比如能量的储存与释放。

位于奥地利 IIASA(国际应用系统分析研究所)的研究人员为了可再生能源的生产和储存想出了一个巧妙的方案——将城市中的摩天大楼变成「重力电池」进行能量储存。

▲ 图片来自:Unsplash

城市中林立的建筑物会消耗全球约 40% 的电力,然而可用于建筑物发电的解决方案并不多,最常见的是利用太阳能发电和储能,不过在环境的影响下也有间歇性,因此也不得不考虑如何储存这些能量。

通常要储存能量可能会选用电池或是抽水蓄能(PHS)的方式,但有一种储存能量的方法其实就「藏」在这些建筑里。全球有超过 1800 万部电梯在运行,其中许多电梯有大量时间都是静止不动的状态。当电梯不用于运送人员时,它其实可以用来储存或发电。

▲ 图片来自:Unsplash

这个被称为电梯能量存储技术(LEST,Lift Energy Storage Technology)的方案,其实是一种基于重力的存储解决方案。通过提升装有湿沙的容器或其他高密度材料等重物来存储能量,这些材料通过自动拖车设备远程进出电梯进行填充。

这个系统需要在建筑物的顶部和底部留有空间,LEST 连接两个存储站点,一个位于高层建筑的底部(下部存储站点),另一个位于同一建筑物的顶部(上部存储站点)。

▲图片来自:IIASA

通过将建筑物中的现有电梯从较低的存储地点提升到较高的存储地点,把能量存储为势能。然后通过将存储容器从上部降低到下部存储位置来发电。

从形式上来说,它与抽水蓄能等类似,也是一种重力储能方式。更重要的是,从本身的发电机制来说,LEST 方案本身就有自己的优势。

因为电梯已经安装在高层建筑中,也就意味着不需要额外的投资或占用空间,而是利用已有的东西创造额外的价值。


图片来自:IIASA

不过,这个方案也需要考虑电力容量成本,比如用于进行发电和储能的重物和机器人该置于何处。对此,研究团队的想法是可以把可以把它们存放在走廊上,也可以存放在空荡荡的公寓或办公室中,或者如果在规划建筑物时就考虑到该系统,也可以存放在专用的偏僻空间中,比如在靠近顶部或底部的位置留出半层来备用。

▲ 图片来自:《Science Direct》

另外,它们的重量也不必太大,防止有人要一起乘坐电梯。还可以对机器人进行编程,在乘客进入电梯并将因此超出其承载能力的情况下跳出。算法可以确定最合适的时间来完成提升的操作以及何时获取储存的能量,这样就不会让电梯系统变成住户的困扰。

▲图片来自:《Science Direct》

在未来可再生能源发电可能会越来越普遍,像 LEST 这样的分布式存储技术也会越来越有价值,方式灵活,对环境友好,成本也不算高。作为其他供电系统的补充,是个值得考虑和推广的选择。

 

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