巨型混凝土球如何提高风力发电效率

风能非常强大：人们不需要做太多事情，只需建造涡轮机并捕获微风中的能量即可。但是，就像古舟子咏一样，静止的空气意味着麻烦。间歇性能源对于需要持续供电的电网来说毫无用处。

为了解决这个问题，工程师们想出了许多方法来储存风力大的时候产生的电能，以便在无风的时候使用。这些想法包括巨型飞轮、碳中性天然气和用砾石和氩气制成的巨型电池。现在，麻省理工学院的亚历山大·斯洛库姆、布莱恩·霍德和他们的同事们展示了一种储存这种能量的新方法——巨大的空心混凝土球。他们本月在《IEEE 论文集》上发表了他们的研究成果。

这个概念很简单：当海上浮动风力涡轮机转动时，它们会将大部分发电量输送到电网。不过，部分电力会用于从位于海底的 25 米宽的空心球体中抽取海水。一旦风力减弱，泵就会关闭，海水会通过涡轮机冲回球体；水会推动涡轮机，然后产生电力。研究人员计算出，一个这样的球体停泊在 400 米深的水中，可以储存多达 6 兆瓦时的电力。几百个这样的球体就足以抵消典型核电站一小时的发电量。

据研究人员称，初步估计，建造和部署一个球体将花费 1200 万美元，相当于典型陆上风力涡轮机成本的三到四倍。但担心成本仍为时过早，因为迄今为止只建造了一个直径 30 英寸的概念验证。麻省理工学院的团队计划建造一个直径为三米的球体，但需要进一步的资金来建造一个用于海底测试的 10 米球体。不过，这可能是值得的投资——研究人员估计，具有储能能力的浮动海上风电场可以满足我们 20% 以上的能源需求。