概述
人們常將風力發電視為最潔淨、無污染的發電技術之一,但是就風力發電而言,也有它的不足,在風力微弱的情況下,風車翼片無外力推動,就會靜止不動,無法發出電能。另外,如果聯網的風車群有部分不工作,只有幾台運轉就可能出現過載現象。電給人們生活和社會帶來了諸多便利,當今社會,如果沒有電能,後果難以構想。可是,通常電只能是發多少,消耗多少,無法存儲。雖然有一些存儲方法,但成本昂貴,難以普及。
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在深夜,居民用電和企業用電均處於低峰,如果是核電站或熱力電站,便可以將水壓縮進位於高處的儲水站,當需要用電時將水排出,推動渦輪發電機發電。那么,風力發電能否也像別的發電方式那樣,將空氣存儲起來,到需要時再使用呢?目前,德國工程技術人員找到了一種存儲空氣的新方法,即在地下建一座大型儲氣站,用空氣壓縮機將空氣壓縮,進行存儲。需要時打開閥門,由高壓空氣推動渦輪機發電,空氣排放前,如果再用燃氣加熱,效率將更高。
早在1978年,德國下薩克森州就建成了世界上第一座空氣發電站,兩個位於地下658米和800米的儲氣站是兩個廢棄的鹽礦礦井。這兩個儲氣站的儲氣量為31萬立方米,最大承受壓力為70巴,足夠供功率290兆瓦的發電機組工作3小時。除此以外,在美國阿拉巴馬州也有一個類似的電站,據說美國將要對其進行改造,並將建造一系列新型空氣發電站。如,將於2003年併網的 N orton電站就是利用廢棄的鹼礦礦井,它深入地下800米,儲氣量達900萬立方米,可發電2700兆瓦,相當於二個大型核電站的峰值發電量,可滿足68萬戶居民的兩天用電。
目前,能源專家對空氣發電前景看好,該技術除了能作為應急電站外,也是一種潔淨能源的獲取辦法,如果將其與風力發電機組合使用,它將開闢了一條全新的提供能源的新途徑。一個風力發電機群加上壓縮空氣電站,無論從技術、還是從經濟角度看,均可以與油、燃氣、煤或核能一比高下。如我國的內蒙地區,風力資源豐富,建造風力發電機群,加上空氣電站,將有取之不盡的能源。
為保證能提供充足的電能,一般在設計風力發電站時需考慮各種因素,如,建造一個50兆瓦的電站,並不是說由50台1兆瓦的風力發電機簡單並聯,這只是指在最佳風源的情況下能夠實現,但如果風速降低,其功率可能只能達到25兆瓦,因此,建造時需要安裝100颱風力發電機,這樣,即使在風速較低時仍能提供足夠的電能。風速高時,同時工作會出現電力過剩情況,這時就可以將空氣壓縮進地下儲氣站,到需要時再放出。
空氣發電技術現在還少有人問津,原因是目前礦物能源的價格太低,以致人們還無需去考慮。一旦礦物能源耗盡,政府對二氧化碳排放標準嚴加限制,對潔淨能源的需求就會驟然而升。當然,空氣發電也並非是零排放,但與熱力發電相比,僅是它的二十分之一,每度電的二氧化碳排放量為10至15克。如果該技術能夠投入使用,那么它將是生態能源領域的一項新突破。