电梯储能系统：把摩天大楼变成重力储能系统

电梯储能系统：把摩天大楼变成重力储能系统

　　电梯待机节能,电厂 节能降耗,电战士节能专家可再生能源是间歇性的，因此在未来几十年储能将是至关重要的。奥地利维也纳国际应用系统分析研究所（IIASA）研究人员提议将摩天大楼变成巨大的重力储能系统，用于可再生能源存储。

　　这个储能概念很简单：多余的可再生能源可以作为势能储存起来，用它把重物提升到一个更高的地方。然后，这些能量可以通过重力来释放，驱动某种发电机。IIASA的研究人员观察了摩天大楼的高度和位置，发现有大量储能潜力。

　　电梯储能系统(LEST)将利用现有的高层建筑电梯系统。其中许多已经设计了再生制动系统，可以在升力下降时收集能量，可以有效地视为预先安装的发电机。LEST还将利用整个建筑的空闲空间，理想情况下靠近顶部和底部。

　　与在其他地方建造专用的重力储能系统相比，在建筑物中利用现有设施改装成重力储能系统可能非常便宜。

　　基本上，LEST会利用任何电梯停机，当有多余的可再生能源电力时，从建筑的底部移动重物到顶部，当这种能量可以使用或出售回电网时，从顶部移动重物到底部。

　　IIASA团队提议建造一系列自主拖车机器人，用于在适当的情况下拾取重物并将其拖进或拖出电梯。它们可以储存在走廊上，也可以储存在空的公寓或办公室里，也可以储存在专门的偏僻的地方，如果一栋建筑在规划时考虑到这个系统的话——靠近建筑顶部或底部的半层空闲空间就可以完成这项工作。

　　这些重量不需要太大，以免人们同它们一起乘坐电梯，而且机器人可以被编程，如果乘客进入电梯并推动电梯超过其重量，机器人就会跳下车。算法可以确定升高重物的最佳时间，以及何时收集储存的能量，而不会影响乘客正常使用和等待电梯。

　　在发表在《能源》杂志上的一项研究中，研究人员指出，最先进的永磁同步齿轮电机智能电梯在满载电梯并设置以最佳的发电速度下降时，效率可以接近92%。如果电梯需要快速消耗大量能量，可以设置电梯下降速度更快，但要牺牲一定的效率。如果配上无电缆的威利·旺卡式磁力电梯系统，如上图中的蒂森克虏伯多电梯，该系统会变得更加高效。

　　还有很多其他的电网级储能技术正在开发中，但LEST有一些独特的特点，可以让它占有一席之地。首先,它在城市中心,使用现有高层建筑,减少巨大的资本开支,因为所有你需要做的就是把一些机器人和重物推去大堂,和设置电梯程序。

　　它无法像电池储能那样快速、可靠地响应峰值需求，但另一方面，可能解决一些大电池储能系统的劣势，例如它不太可能更有效的应对长时季节性的能源产生波动和持续多日的停电情况。LEST可以在夏季储存大量能量，然后在冬季逐渐释放。

　　对于每个建筑来说，未来的挑战是相当明显的。顶层能承受多大的重量，在这些沉重的重量撞击地板，并在坠落过程中重新装饰它们经过的每一间公寓之前?有没有一个明显的地方可以停放这些箱子，而不会让顶层的租户因为走廊堵塞而影响行走?

　　如果你正在考虑使用一间空置的公寓，考虑到上层公寓和办公室传统上的高租金——更不用说从地下室的停车位中收取同样高的租金，那么LEST系统的经济效益如何体现呢?

　　尽管如此，这仍然是一种横向思维，如果团队的预测成立，这是一个非常廉价的选择。据估计，LEST的初装成本在每千瓦时21-128美元之间，主要取决于有关建筑物的高度。相比之下，美国国家可再生能源实验室估计到2020年，四小时电池系统的初装成本为每千瓦时345美元，即使在最乐观的假设下，这个数字也要到本世纪40年代末才会低于每千瓦时100美元。

　　这是资本支出(CAPEX)，而不是运营支出(OPEX)，但它仍然有力地表明，应该更仔细地审查这类技术。IIASA团队估计，世界上现有的高层建筑可以转化为30-300GWh的储能，以目前的用电水平，其中的上限能量足以供应整个纽约市使用大约一个月。这绝对是一个重大的贡献。

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