太陽能不夠用,他們想把摩天大樓變成「電池」
鄧 南 / 何渝婷編譯
2022-06-03 14:00

(取自IIASA)

近年來可再生能源在人們生活中所佔的比重越來越大,從化石燃料逐漸轉為太能、風能、地熱能和水能等這類清潔能源。可再生能源雖好,但目前也有無法忽視的侷限性,比如能量的儲存與釋放。

位於奧地利IIASA(國際應用系統分析研究所)的研究人員,為了可再生能源的生產和儲存,想出了一個巧妙的方案,就是將城市中的摩天大樓變成「重力電池」進行能量儲存。

城市中林立的建築物會消耗全球約40%的電力,然而可用於建築物發電的解決方案並不多,最常見的是利用太陽能發電和儲能,不過在環境的影響下也有間歇性,因此也不得不考慮如何儲存這些能量。

通常要儲存能量可能會選用電池或是抽水蓄能(PHS)的方式,但有一種儲存能量的方法其實就「藏」在這些建築裡。

全球有超過1800萬部電梯在運行,其中許多電梯有大量時間都是靜止不動的狀態。當電梯不用於運送人員時,它其實可以用來儲存或發電。

這個被稱為電梯能量儲存技術(LEST,Lift Energy Storage Technology)的方案,其實是一種基於重力的儲存解決方案。通過提升裝有濕沙的容器或其他高密度材料等重物來存儲能量,這些材料通過自動拖車設備遠程進出電梯進行填充。

這個系統需要在建築物的頂部和底部留有空間,LEST連接兩個儲存站點,一個位於高層建築的底部(下部儲存站點),另一個位於同一建築物的頂部(上部儲存站點)。

通過將建築物中的現有電梯,從較低的儲存地點提升到較高的儲存地點,把能量儲存為勢能,然後通過將儲存容器從上部降低到下部儲存位置來發電。

從形式上來說,它與抽水蓄能等類似,也是一種重力儲能方式。更重要的是,從本身的發電機制來說,LEST 方案本身就有自己的優勢。

因為電梯已經安裝在高層建築中,也就意味著不需要額外的投資或佔用空間,而是利用已有的東西創造額外的價值。

不過,這個方案也需要考慮電力容量成本,比如用於進行發電和儲能的重物和機器人該置於何處。對此,研究團隊的想法是可以把可以把它們存放在走廊上,也可以存放在空蕩蕩的公寓或辦公室中,或者如果在規劃建築物時就考慮到該系統,也可以存放在專用的偏僻空間中,比如在靠近頂部或底部的位置留出半層來備用。

另外,它們的重量也不必太大,防止有人要一起乘坐電梯,還可以對機器人進行編程,在乘客進入電梯並將因此超出其承載能力的情況下跳出。

算法可以確定最合適的時間,來完成提升的操作以及何時獲取儲存的能量,這樣就不會讓電梯系統變成住戶的困擾。

在未來可再生能源發電可能會越來越普遍,像LEST這樣的分散式儲存技術也會越來越有價值,方式靈活、對環境友好,成本也不算高,作為其他供電系統的補充,是個值得考慮和推廣的選擇。

本文為愛范兒授權刊登,原文標題為「太陽能不夠用,他們想把摩天大樓變成「電池」