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德国大力发展智能电网 提高能源利用率

行业聚焦点中国仪表网2011年05月05日 09:07人气:4547

  德国政府和业界为此呼吁,德国应大力改扩建能够充分利用可再生能源的智能电网,并加强能源存储技术和电网技术的研究。
  
  可再生能源需要智能电网
  
  众所周知,风力的大小始终处于一个变化过程,太阳光也只会在白天照射,风电、太阳能发电等相应具有不稳定的波动性,因此,不同于可稳定地向电网输送电力的传统发电厂,可再生能源发电联入电网后会带来很大的波动。此外,传统发电厂多位于消费中心附近,可集中通过电力干线传输,而可再生能源发电受到自然环境限制,还要考虑占用耕地等影响,因而更多位于沿海地区或边远地区,要充分利用这些分布式的电能就必须建设智能输电网络系统,并不断改进电力存储技术。
  
  为了把大量的绿色能源,特别是风力发电从海上安全并低损耗地传输到内陆使用,德国也需要进一步发展现有输电网络,并创新输电网络技术,如可以使电力低损耗长距离传输的所谓“电力高速公路”。为了确定今后的输电线路需要,德国政府准备在今年拟定“目标网络2050”草案,其主要任务是连接离岸海上风力发电场,并将电力传输到德国中部和南部的消费中心,改建通往邻国的连接线路等。
  
  整合完全不同来源的电力,并且低损耗的进行能源传输和存储绝非易事,只有加强基础研究以及相关应用技术研究,才能使新技术市场化并且供人们使用。德国政府为此将于2011年制定一个面向2020年的全面能源研究计划,重点是可再生能源、能源效率、能源存储技术和网络技术,以及整合能源供应中的可再生能源。
  
  智能网络提高能源使用效率
  
  一直以来,主要的电力供应商都根据电力消耗来决定电力生产。尽管有时会出现暂时的电力负荷高峰,但传统的发电厂能够为电力网络生产出足够的电力。而未来,当电力越来越多地依靠不稳定的可再生能源产生时,人们对电力生产的调控能力将受到严重制约。因此,未来的能源需求必须更加灵活地适应供给。换句话说,“以电力生产决定消耗”也是解决问题的一个办法。例如,通过计算机网络控制,没有必要在特定时间使用的设备就可以选择在更有利的时间使用电力。人们为此需要的是现代化、智能化的网络和适当的电费激励措施。
  
  现代通信和信息技术可将未来所有能源系统的组成部分,即电力生产者、存储者、消费者和电网智能地相互连接在一起,构成所谓的“能源互联网”。智能电表是这个网络中重要的一部分,消费者可以通过它更好地适应波动的可再生能源电力。在今年德国汉诺威工业博览会上,多个厂商展示了这类智能仪表。通过集中和分散的计算机网络控制,人们可以让电力消耗终端设备在电力充沛和最具成本效益的时候使用。
  
  2008年12月以来,德国投资1.4亿欧元实施“E-Energy”计划,在6个试点地区开发和测试智能电网的核心要素。例如,在库克斯港(Cuxhaven)的“E-Energy市场”,风电充足时将冷库冷却到比平时更低的温度,短期内如果电力供应趋紧,冷库就可以使用这种低温储备而不需要电力。巴登符腾堡州示范区的“E-Energy模型屋”则通过屋顶的太阳能发电或地下室的微型热电联产设备产生能量。家电通过网络智能控制电力消耗,车库里的电动车还可以存储微电厂产生的多余电力。
  
  扩大能量存储也是重要一步
  
  电力随时按需生产,供求时刻小心平衡,以免停电或电网超载,这样的要求对常规电厂而言已经很不容易,对于来自于风和太阳的波动能源就更加困难。因此,除了改进网络基础设施外,扩大能量存储也是很重要的一步。人们可以把多余的电力存储起来,需要时再释放到电网中。
  
  到目前为止,最常见的是抽水蓄能电厂,用过剩的电能将水提升到高处的水库中,在电力供应紧张时再把水放出来驱动涡轮机发电。易存储的生物沼气也适合于为风电和太阳发电的波动提供补偿,它可以在强风期间暂停,在电力供应低迷时启用。德国政府的新法规中加强了对沼气进行财政鼓励的措施。
  
  此外,德国政府还加强了对新的能量存储技术的研究,许多存储技术在理论上已经可行,但还不适合日常使用,德国希望更快地将它们推向市场,例如压缩空气存储、氢存储、用甲烷生产氢气和电动汽车电池等等。
(本文来源:科技日报转载请注明出处
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