正在发展中的储能技术

压缩空气储能技术

高峰用电时，发电不足，但高峰过后，发电又过多。若能将高峰过后多余的电能储存起来，待到高峰用电时再使用，即可降低电厂设备投资及发电成本。

美国在亚拉巴马州的麦克英托什建成了美国第一座压缩空气蓄能电站。该电站投资 6500 万美元，功率为 10 万千瓦。

这座电站在工作过程中，在非用电高峰期把空气压缩进入 57 万立方米的地下岩洞；而在用电高峰时，在压缩空气中加入气体或液体燃料，经过燃烧器产生的燃气用来驱动气轮机发电。该电站的运行时间，平均每天 10 小时，

周末为 35 小时。在平时高峰用电期内，每天可提供 100 万千瓦时的电力。储存压缩空气的地下岩洞是泵入淡水使岩盐层溶解后形成的。

高温超导储能飞轮研究取得新进展

日本的国际超导技术中心高级研究员村上说，当非超导元素分散在一种超导材料里时，它们就“钉住”磁体的磁通量。这就是说，磁体能悬浮在这个超导体上面。此外，由于这两层之间有空气，所以磁体能自由旋转。这些特性有朝一日可使人们制造带有接近于无摩擦轴承的装置。村上和他的同事们认为，一种理想的应用场合可能是储能系统。他们已研制出一种原型装置， 来显示这种想法的可行性。这个原型装置包括一个 30 公斤重的盘形旋转体，

是用铝中嵌入铁-钕-硼磁体制成，在一个静止超导盘上方 0.76 厘米处飘浮。

这个静止超导圆盘装有 33 个以钇为基础的庞大超导体，由液氮冷却。这两个

圆盘的直径都是 0.3 米左右。

研究人员用一台小型电动机使这个磁体旋转。为了收回能量，他们把旋转的圆盘同一个由一台小型发电机和灯光组成装置连接，类似自行车灯所用的那种装置。飞轮储存约 100 瓦时能量。

在美国，阿贡国立实验所和设在康涅狄格州东哈特福德的联合技术研究中心的研究人员一直在真空里共同试验一种类似装置。他们报告说，一种超导磁性轴承的摩擦力大约只是目前最好的磁性轴承的 1/25。这些科学家声称，装有这种轴承的飞轮每小时损失的能量，将不到它储存能量 1‰。这两个研究小组都认为，这样一种系统可用做应急电源。在正常情况下，利用电来使飞轮旋转和用液氮冷却。如果供电中断，则储存在飞轮里的能量就可驱动发电机。据村上的研究小组计算，一个直径 3 米的圆盘可储存 10 千瓦时能量。

从更大规模来说，这样一种飞轮可能帮助供电公司平衡它们的电力需求。在用电量较少的时候，飞轮可把能量储存起来，然后再发电来满足用电高峰时的需要。研究人员认为，这样一套系统可由安装在地下隧道中的巨大环形装置组成。

日本东北电力公司和日立制作所研制成功用超导的能源贮藏装置。这是世界上首次采用“热函保护方式”的装置，作为万一超导状态破坏的情况下的安全对策。装置用液氦使线圈冷却到－269℃，呈超导状态。它在 1 千安培

的电流通过的情况下，可蓄存 100 瓦灯泡使用约 3 小时的电能。

美国正在准备建造一种巨型超导贮电装置，该装置造价 10 亿美元，外形

像汽车轮胎，可贮电 500 万千瓦时。如果该装置能够建成，就可将夜间剩余

电能贮存起来，到白天用电高峰时，向电网供电。

巨型超导贮电装置实际上是一块巨大的电磁铁，因此又称这种贮电方法为超导磁铁贮电法（SMES）。它的一个优点是可提供脉冲电能，可以在 0.3

秒的瞬间脉冲放电，普通发电机却需要 15 分钟。它的另一个优点是损耗较少，与其他贮能方法比较，抽水蓄能法只能回收 70％电能。而 SMES 则可收回 98％的电能。

此外，这种超导磁铁电能贮存法没有活动部件，所以十分安全可靠。