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要想利用可再生能源，就得能靈敏地調控其發(fā)電量。這是保持電網穩(wěn)定，以及確保在斷電后快速恢復供電的途徑。西門子研制的蓄電系統(tǒng)Siestorage有可能解決這個問題——西門子與供電企業(yè)Enel公司正在意大利開展試點項目。

在意大利，西門子和供電企業(yè)Enel公司正在試驗利用鋰離子蓄電裝置來儲存光伏電站生產的過剩電力。

意大利擁有得天獨厚的充沛日照，因此，這個國家的光伏發(fā)電（PV）產業(yè)正欣欣向榮便也不足為怪了。譬如，供電企業(yè)Enel公司運營的電網，包含了總輸出功率逾1100萬千瓦的光伏發(fā)電設施，其中大部分都直接向中壓配電網絡輸送電能。

不過，喜人形勢的背后也有堪憂之處：中午日照強烈時，太陽能電池板生產的大量電能將通過電網輸送至千家萬戶，然而這時的電力需求并不大。如果是陰天，發(fā)電量就會急劇下降。一般而言，諸如太陽能電站和風電場等發(fā)電量波動不定的發(fā)電設施并網發(fā)電的數量越多，就越難以保證電網穩(wěn)定。必須時刻保持供需平衡。如若不然，所產生的電壓和頻率波動會擾亂甚至毀壞電子設備。

有鑒于此，蓄電系統(tǒng)的重要性顯然會與日俱增。蓄電裝置可以在特定時間將暫時不需要的多余電能儲存起來，當用電需求增長時，再將這些電能送回電網。數十年來，高效的抽水蓄能電站一直被用于長期儲存電能。西門子電力系統(tǒng)和蓄電裝置高級*Uwe Fuchs指出：“不幸的是，沒有足夠多的場所用于建造這種設施。因此，我們必須開發(fā)替代解決方案，用于穩(wěn)定電網。”

據德意志銀行發(fā)布的數據，從2012年到2025年，德國蓄電裝置市場規(guī)模有望至少增長一倍。今后20年，僅德國的相關投資就將高達300億歐元左右。晚不超過2040年，經常性的蓄電量將達到400億度左右，有時候蓄電持續(xù)時間會長達數月。這個數字是當前德國所有抽水蓄能電站蓄電容量總和的1000倍。相比之下，2012年德國所有電廠的總發(fā)電量為6180億度。

目前已有多種技術可用于解決這個問題。譬如，氫能蓄電裝置可以儲存風電場生產的過剩電能。這些裝置采用電解法，將水還原為蘊含高能量的氫氣。這些氫氣可以被臨時貯存到地下洞穴內，這種地下洞穴已經用于存儲天然氣。如果用電需求增長，那么，這些蘊含高能量的氫氣可用于驅動發(fā)電機組，然后，所生產的電能將被輸送至電網。抑或，可以讓氫氣與二氧化碳發(fā)生化學反應，產生甲烷，然后將這些甲烷送入天然氣管網。還可以將所產生的甲烷用作化工原料或者燃料電池汽車的燃料。

也可以通過壓縮空氣儲存能量。這種方法是將空氣泵入諸如鹽丘等空穴中，然后將之壓縮，直至壓力高達100巴。過后，可將壓縮空氣用于驅動燃氣輪機。換句話說，燃燒仍需使用諸如天然氣等礦物燃料，但助燃空氣不再需要進行壓縮。

后，有一種*的蓄電系統(tǒng)：電池。目前，鋰電池是用于穩(wěn)定配電網的電池，因為它們兼具高蓄電容量和高充放電率雙重優(yōu)勢。倘若電網負載波動不定，那么，這種電池可以在短短數毫秒之內吸納或供應電能。與抽水蓄能電站不同的是，電池只需要在短短幾分鐘時間內輸送電能——譬如，當云朵暫時擋住陽光，導致連接至微型電網的光伏電站的發(fā)電量下降時。

借助電池系統(tǒng)穩(wěn)定電網。早在若干年以前，西門子就已開始開發(fā)蓄電裝置。西門子Siestorage蓄電系統(tǒng)是一個模塊化系統(tǒng)，它為高性能鋰離子電池配備了電力電子裝置，以便連接至電網。Fuchs表示，“借助該系統(tǒng)，我們既可以穩(wěn)定400伏低壓電網，也可以穩(wěn)定10-30千伏配電網。這些電池和控制電子裝置均為安裝在機柜中的滑動式單元，可輕松將之集成于可控制溫度和濕度的柜體。”

2012年2月，這樣一個設備機柜落戶意大利莫利塞地區(qū)的Isernia市。該區(qū)擁有大量并入Enel配電網的光伏電站。Fuchs解釋道，“我們的系統(tǒng)是歐洲首套鋰離子蓄電裝置。它是適用于配電網的性能強大的蓄電裝置。其控制電子裝置可持續(xù)測定電網電壓和頻率。Siestorage可隨情況的變化而吸納或供應電能。”意大利的這套系統(tǒng)的蓄電容量為500度，能夠以高達數百萬瓦的功率儲存和釋放電能。

對于農村地區(qū)的微型電網，這足以保持其穩(wěn)定性，哪怕是包含發(fā)電量波動不定的太陽能電池系統(tǒng)的微型電網。在西門子近發(fā)布的《可持續(xù)發(fā)展報告》中，Enel公司網絡和基礎設施部門的網絡技術主管Paola Petroni表示：“迄今為止的測試結果令我們非常滿意。”Enel公司是意大利大的供電企業(yè)，擁有超過3200萬個客戶，運營并維護著100多萬公里的輸電線路。Petroni說：“西門子產品能夠應對電力生產波動以及幾座電動汽車充電站造成的負載起伏。”這個能力主要得益于特制的換流器。這些裝置秉承了西門子SIPLINK產品（Power Link）的大量技術優(yōu)勢。近十年來，SIPLINK產品被用作工廠電網連接和岸船供電的輔助裝置。Fuchs說：“軟件確保Siestorage換流器能夠針對電網變化做出靈活響應，特別是在出現頻率波動時。這個時候，在短短數秒之內會發(fā)生很多情況。”

在一個將于2014年秋季啟動的項目中，Siestorage也將扮演重要角色。西門子將攜手德國Arcelor Mittal in Eisenhuettenstadt市的鋼鐵制造商Arcelor Mittal公司和當地供電企業(yè)VEO公司，共同建造一個用于在斷電時提供電力的備用系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，Siestorage裝置將利用一臺電機來啟動鋼廠自有燃氣電廠中的燃氣輪機，以便確保在發(fā)生斷電事故時，工廠也能依靠自有電網保持正常運轉。Fuchs解釋道：“這種應用場景對能源轉型也有一定的借鑒意義。未來，我們將需要許多能夠在電網發(fā)生故障時靈活快速黑啟動的聯合循環(huán)發(fā)電裝置，而這正是Siestorage所能做到的。簡而言之，它能用于替代常規(guī)柴油發(fā)動機。”

Siestorage日趨完善。Fuchs解釋道：“我們的換流器和我們現在使用的電池讓我們得以利用安裝在標準40英尺機柜中的蓄電容量為1000度的蓄電裝置，以高2000千瓦的功率吸納或供應電能。對于特殊應用，使用性能高得多的電池也是一種值得考慮的方案。譬如，用于集裝箱起重機或輪胎試驗臺的制動能量回收系統(tǒng)。”這樣的應用涉及在短時間內處理大量能量。但是，由于Siestorage的充電周期較短，因此這個系統(tǒng)的制動能量回收率尚未達到100%。現在，西門子專家正在努力豐富產品組合，以便客戶大限度提高蓄電裝置的輸出功率和蓄電容量。這將確保客戶電網盡可能保持穩(wěn)定和高效。