SwRI的模块化水坝设计可以加速可再生能源的采用
西南研究所开发了一种新型模块化钢支墩坝系统，旨在解决阻碍可再生资源融入能源结构的储能问题。m-Presa™模块化钢支墩坝系统有助于利用闭环抽水蓄能水电 (PSH) 快速建设用于电网规模储能和发电的成对水库系统，将大坝建设成本降低三分之一，并将建设进度缩短一半。m-Presa 系统将于 10 月 10 日至 13 日在辛辛那提举行的 Clean Currents 会议的 313 号展位上展出
电力系统使用 PSH 进行负载平衡。该方法利用水的重力势能，利用低成本、非高峰期剩余电力来运行水泵，将水从较低海拔抽至较高海拔水库。在电力需求较高的时期，储存的水会返回到较低的水库，驱动涡轮机发电。尽管抽水过程中的损失意味着它消耗的能量多于产生的能量，但该系统通过在电价最高的需求高峰期提供更多电力来创造价值，这减轻了与间歇性、可变和每日巨大波动相关的挑战。无碳可再生能源，例如太阳能和风能。
“抽水蓄能水力发电约占所有能源存储的 95%，而现代 PSH 发电厂的往返效率接近 80%，”SwRI 化学与化学工程部门的水文学家 Gordon Wittmeyer 博士说。“然而，在过去二十年里，只建造了一座中等规模的 40 兆瓦 PSH 发电厂。三个因素阻碍了 PSH 的快速部署：建设成本、建设时间和潜在的环境影响。SwRI 开发的 m-Presa 系统解决了所有这三个问题。”
继续阻碍 PSH 新投资的成本因素包括巨额资本成本(每千瓦装机容量高达 5,000 美元)以及缺乏明确的储能定价信号。m-Presa™ 设计可将建设成本降低至每千瓦装机容量 1,500 美元，使 PSH 与其他长期储能模式相比具有竞争力。
建造水库的时间也是一个重要的成本组成部分。传统 PSH 发电厂的选址、设计、建造和调试通常需要 10 年时间，而私人投资者从补贴的太阳能和风电场中实现 10 年或更短的投资回报。缩短项目启动和创收之间的时间可以使 PSH 比用于管理太阳能发电每日巨大波动的其他解决方案(例如不可持续的天然气调峰工厂或寿命较短的电池储能系统)更具吸引力。
“我们建议采用闭环抽水蓄能水电站，将水储存在上部和下部水库中，并由预制结构钢模块建造的支墩坝蓄水，”威特迈尔说。“这些结构钢模块可以用标准尺寸的平板拖车运输，从而可以快速模块化建造 10 至 40 英尺高的支墩坝，这些坝可以容纳各种表面积和水量。”
水库建设的潜在环境影响是蓄水天然水道时采用 PSH 的另一个重大障碍。如果通过建造与天然溪流或河流分开的全封闭水坝来创建上水库和下水库，则可以减少或避免与闭环PSH相关的潜在环境影响。
“m-Presa 系统使用坚固、寿命长的钢支撑坝来建造蓄水池，可以储存数百至数千兆瓦时的能源，以便在需求高峰期间供电，并为电网稳定提供辅助服务，”Wittmeyer 说。“使用 m-Presa 系统的 PSH 装置的建造时间不到使用土堤或混凝土坝蓄水的传统 PSH 装置所需时间的一半。”
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