补偿技术可解决风能发电的间歇性瓶颈

　　不久前，美国众议院通过了尤德尔—布莱特可再生能源标准，希望将可再生能源发电纳入国家电网体系，并提出到2020年可再生能源在国家公用事业用电中的份额要达到20。目前在美国电网体系中，可再生能源发电占有相当大比例的州已达25个。风涡轮、光电板、垃圾填埋气均可用来发电，从这些技术的经济效益来看，风能的作用最大；从技术可行性来看，间歇性是风能利用的最大障碍。一旦风停了，如何降低损失是摆在科学家面前的最大难题。

　　美国环保署大气保护分局专家约瑟夫·迪卡罗利斯早就开始研究风力发电。他认为，只要风涡轮分布的地理范围足够广泛，风的暂停不会造成大的影响。如某个区域的风力低于要求的临界值，在整体系统中就可以忽略不计。如风力远高于临界值，却不将其纳入能源体系，不光造成浪费，还会对整个系统造成很大的负面影响。加拿大卡尔加里大学已开发出一套计算机模型，测试风力发电的可行性。通过计算，即使风力发电在整个电网体系中所占份额极小，风的间歇成本仍然不可避免。据估计，靠风能发电，每度电成本约5美分，间歇损失不过1美分—2美分，风力发电中成本损失的大小，取决于间歇新补偿技术的选择。

　　风水结合技术

　　风力发电和水力发电相结合是最好的补偿方法之一。迪卡罗利斯对丹麦的风能利用状况进行了研究。丹麦将许多风场整合在一起，连成风力站，纳入国家电网体系，为本国提供了1/5的电能需要。迪卡罗利斯指出，只需1吨水，就很容易补足风力暂停造成的发电差额。

　　丹麦北部的电力体系与挪威、瑞典相连，这里的风力较强，水电厂就可以降低水力发电量；风力到达南部减弱时，利用风力可以增加电力输出。将两种可再生能源结合在一起，平衡风力和水力发电能长期为电网体系提供廉价可靠的电力。

　　如果地理条件限制，缺乏可以建设水电站的河流，可以采用另一种已知的水力发电方式。像挪威和瑞典一样建设水库，并转换成已知的“抽水蓄能电站”。水库的水从高位经过涡轮流向低位时，同样产生电能。电力富余时将水抽到高处，电能转化为势能存储起来，电力不足时可以重新转化为电能。

　　20世纪70年代，维吉尼亚州巴思郡在阿列格尼山建设了抽水蓄能电站，以应对能源危机，就是一个显著的例子。

　　压缩空气技术

　　“压缩空气蓄能”技术的基本原理是利用富余的电能将空气压缩，注入地下储气库，以一种类似天然气的方式保存在地下。电力不足时，将这些压缩空气导入涡轮发电机，帮助天然气燃烧，供给燃气轮机的能量就是压缩空气的势能加上天然气化学能的总和，这样产生的能量很大。在充压和释放的循环中，压缩空气蓄能电站发出的电量大于充压所需的电量，可以节省1/2—2/3的燃烧成本。

　　爱荷华州特拉尔市政电力公司的前任总裁肯特·豪斯特说，以目前的地理状况，人们很难在高山上找到一个合适的位置来建水库。豪斯特正在为爱荷华州设计一种混合设备，用风能来压缩空气，再用压缩空气通过燃气涡轮来发电。这种“爱荷华蓄能电厂”的模式，使能源利用效率翻倍。虽然目前仍处于设计初期，但据可行性研究显示，它的经济回报是巨大的。豪斯特说“我们有义务去做消费者所想的事情，他们想要绿色能源。”

　　大蓄电池技术

　　根据各国不同的国情，还有一种完全不同的风能补偿形式。2004年，爱尔兰建设了索恩尼·希尔风电厂，目前正在建一座巨型蓄电池来解决发电过程中的间歇不稳定问题。这种蓄电池使用普通的钒氧化还原液流储能电池，以特定方式连接形成一个巨型的燃料电池。可行性研究显示，这种建筑尺寸的电池可以容纳12兆瓦时的电能，工作时间可达10年到15年，缺点是不能反复充放电。

　　尽管这种电池不能解决全部问题，但综合考虑各种因素，也不失为一个合理的选择。迪卡罗利斯说，解决风涡轮输电过程中不稳定问题的途径有多种，人们可以通过成本核算，找出最佳的补偿方式。