前沿丨海上风电储能方法探究

我国近海风能资源丰富，拥有18，000 多公里长的大陆海岸线，可利用海域面积多达300 多万平方公里，是世界上海上风能资源最丰富的国家之一。海上风电都在东南沿海距离电力负荷中心近，并且土地资源紧缺，海上风电正可以缓解这些问题，为了抓住机遇，国内各大能源公司“跑马圈地”，几乎将我国适合海上风电的海域瓜分完毕，中国海上风电市场呈现蓬勃发展的景象。

海上风电与路上风电一样，具有波动性、间歇性和不规则性，使风电对电网的贡献率低于10%，在10%时将给电网运行带来隐患。海上风电也存在“弃风”的难题，需要解决海上风电储能的问题。陆上风电的储能技术在不断的进步，已有一批新的储能技术正在研发中，如：风电固体储能器、太阳能固体储能器等新能源储能技术，已陆续开发出来，极大地丰富了陆上风电的储能方式，但海上风电储能还是空白。

目前较为先进的是德国弗劳恩霍夫研究所研发的海上风电抽水储能系统，该系统利用位于海底的抽水蓄能电站储能，它是将空心球放入深水处，借助空心球，利用深水处的海水压力储存能，当需要储能时，用电力从球体中抽水，当需要释放能量时，水流通过涡轮机再返回到球体，从而驱动发电机发电。这一技术虽然解决了海上风力发电储能的难题，但存在缺陷，首先，适用范围窄，它只适合深水区，因为水越深压力越大;其次，需要多次转换，效率低，它先由风能转换成电能，电能转换成机械能抽水，水能再转换成电能，效率很低。

近期由河北省承德市张占海研发的“浮力与重力复合蓄能式海上风力发电系统”已获得成功，它主要是利用海水的浮力进行储能，当海上有风，电网处在用电高峰期时，风电系统正常工作，风扇带动发动机发电;当海上有风，电网却处于用电低峰时，动力通过系统传输，将浮筒压入海水中，同时将装满海水的水斗提出海面，利用海水的浮力和重力，将动力储存起来;当海上没有风，电网又处在用电高峰期时，浮筒由于海水浮力的作用，向上产生动力，同时水斗由于海水重力的作用，向下产生动力，将储存的能量释放出来。

它的有益之处在于，它因地制宜，利用了海上风电处在丰富的海水中，海水向上可产生浮力、向下可产生重力，有效地利用这两种力，就实现了储能，特点是既适合深水区，也适合浅水区;同时能量是直接转换，效率高。

这一海上风电储能技术的研发成功，填不了海上风电储能技术的空白，可有效的解决海上风电储能的难题，将推动海上风电蓬勃发展。