xumingyiwhu的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/xumingyiwhu

博文

夏季城市大型蓄冷池对平抑光伏发电波动的作用

已有 287 次阅读 2024-6-24 09:16 |系统分类:科普集锦

夏季天气炎热,空调耗电在总的电力需求中占有明显比例,特别是傍晚时分,居民家中大量启用空调制冷,而此时太阳下山,难以直接获取光伏发电这种清洁能源,电网为满足电力需求,不得已增加火力发电的比例,这增加了碳排放,加重了全球气候变暖趋势。为合理充分利用光伏发电,一个较好的措施是增加储能设施,以便将白天的光伏发电转移到夜晚使用。抽水蓄能、电池蓄能、压缩空气蓄能等多种储能设施能够对电力需求削峰填谷,减少电网波动,改善供电质量,但同时也需要大量投资,而且现阶段还难以跟上光伏发电的快速发展步伐。

其实,对于夏季制冷需求来说,可直接在城市中设置大型蓄冷池来完成这项电力的挪移工作,而所需费用可望大大低于储能设施投资。在阳光强烈的白天,充分利用光伏发电容量,强力制冷机组将蓄冷池的工作介质(主要是水)进行冷却,同时将吸取的热量排放到大气中。在光伏发电失效的夜晚,则利用循环冷却水将居民用户家中的热量转移到蓄冷池中,这样可以减少空调的使用,降低用电负荷,达到既充分利用光伏发电,又削减电网峰荷的目的。

蓄冷池能够平抑光伏发电对电网的冲击,起到削峰填谷的作用,所需投资并不大。在已有冬季集中供暖的居民区,可以利用原有的供热管道及管理体系。管网在冬季供热,夏季供冷,一物两用,增加投资很少,主要是制冷机组的购置费用,若考虑对居民空调购置的替代作用,则可以说几乎没有增加新的投资。同时,蓄冷池在夏季蓄冷,在冬季也可以蓄热,制冷机组反向运行就可以达到全域工作的效果,这样不但能够减少使用煤炭或天然气的供热锅炉的大量碳排放,也能改善供暖季节城市的空气质量。

下面进行具体核算。以1立方米水(1000千克或1吨)为例,夏季循环水的工作温度设为0~20,冰的潜热为335KJ/kg,水的比热容为4.2KJ/(kg·℃),因此从0的冰变为20的冷水,共需吸热335106+4.220106J=419106J。若居民家中使用1.5匹三级能效空调(1.5735W=1.1025KW,能效系数为3.2),全力工作3小时,制冷量为1.10253.23.63106J=38.1106J,而419/38.1=11.0,即不考虑能量损失的话,容量为1立方米的蓄水池可相当于11台空调的效果。大规模应用时,若蓄水池的容量为100m20m5m=10000m3,则蓄冷量相当于11万台1.5匹空调全力工作3小时,十分可观。如果在城市中有若干这样的蓄冷池,则可明显降低晚间城市电网的空调负荷,减轻高峰时段的供电压力。因此,在夏季用蓄冷池来调节光伏发电的波动,能够十分经济地达到储能调峰的双重效果。



https://wap.sciencenet.cn/blog-3608010-1439467.html


收藏 IP: 27.18.23.*| 热度|

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-6-29 00:02

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部