有存储吗?能有多难?gydF4y2Ba

贴在gydF4y2Ba 通过gydF4y2Ba

最近圣地亚哥全城停电，让我很欣赏我的小型离网光伏系统，它使用四块高尔夫球车电池来储存能量，供晚上使用。与大多数圣地亚哥人不同的是，我并没有立即吃掉冰箱里的冰淇淋，冰箱就像每天晚上一样，在储存的太阳能下移动。随着我们从化石燃料(已经是其自身的能源储存媒介)向更间歇性的能源过渡，能源储存变得更加重要。但是，除了电池(提供的循环次数有限，有些类型需要每月维护)，我们还可以考虑其他非化石的家庭能源存储替代品，以及每种情况下我们可以存储多少能量?我们将把重力存储、飞轮、压缩空气和氢燃料电池作为可能的选择。有些在你家里安装的成本甚至不到10万美元。gydF4y2Ba

设置比例gydF4y2Ba

首先要建立有意义的储能规模和合适的储能单元。任何家庭都会以某个平均水平消耗能源gydF4y2Ba率gydF4y2Ba,或gydF4y2Ba权力gydF4y2Ba．平均每个美国家庭(大约有1.15亿)使用30个gydF4y2Ba千瓦时gydF4y2Ba每天的电力，相当于1.25千瓦的平均功率。此外，美国家庭平均每天使用35千瓦时的天然气能源，通常用于供暖应用(天然气通常按热计量，为29.3千瓦时)。gydF4y2Ba

在任何给定的房子里，这些数字都可能存在很大的变化。例如，我妻子和我在家里平均每天使用10千瓦时的电能和天然气能源，两者的使用量大致相当。因此，存储需求将根据使用情况而有所不同。相反，同样的存储在一些房子里会比其他房子保存得更久。在这篇文章中，我们将把注意力限制在储存足够的能量，只覆盖电力使用。gydF4y2Ba

对于离网应用程序，经验法则是要有足够的存储空间来支持三天的零输入。不要从字面上理解，这实际上相当于连续4天在盈亏平衡的25%，或6天在盈亏平衡的50% -每种情况下都有3天的赤字。这篇文章的精神是在家里建立独立的存储，而不是依赖外部基础设施来为你做这件事。在您希望依赖外部世界为您提供服务的程度上，这里建立的目标可以相应缩小。这里所探讨的想法都是一些看似合理的选择，人们可能首先会想到“为什么我们不能……”gydF4y2Ba

由于我们试图将一个存储解决方案应用到一个家庭中，让我们为每个解决方案分配一个固定的容量。一个卧室大小的空间是一个合理的选择。假设它边长3米，高2.5米(大约10乘10英尺，8英尺高)。总容积包络为22.5 m³。gydF4y2Ba

电池的参考gydF4y2Ba

因为我们是在比较电池，让我们建立一个参考案例。电池的特点是它们能产生多少安培小时。例如，一块100 A-h的电池可以输出1 A的电流100小时，或者10 A的电流10小时(尽管在大电流下额定电流通常会下降)。电池施加的电能就是电流乘以电压。因此，一个12v电池输出2a，提供12×2 = 24w的功率。如果额定为100 A-h，该电池将运行(100 A-h)/(2 A) = 50小时，产生(24 W)×(50 h) = 1200 W-h，或1.2 kWh的能量。一块可充电的AA电池可储存约2300 mA-h (2.3 A-h)的电量，在1.3 V电压下可转换为3 W-h的能量。gydF4y2Ba

4节150a -h 12v高尔夫车电池gydF4y2Ba

我的离网家庭光伏系统用的四块高尔夫球车电池。每个是12 V, 150 A-h，因此每个1.8千瓦时的存储。gydF4y2Ba

详情见gydF4y2Ba国家电池岗位gydF4y2Ba大型铅酸电池的体积为13升(0.013 m³)，每千瓦时的存储质量为25公斤。gydF4y2Ba

实际上，我们不可能用电池填满一间卧室的全部空间，因为我们需要物理通道来进行维护/更换。如果我们用实际电池填满10 m³的可用容量，我们最终将获得约750千瓦时的存储容量，以及19吨的质量(更好地加固地板!)该银行将为美国平均电力需求提供大约25天的存储。gydF4y2Ba

教训是电池是一个gydF4y2Ba乐观进取的gydF4y2Ba解决方案，以适应一个房子的信封。更实用的几天储存就容易多了。虽然按每千瓦时约150美元的存储价格计算，但对于普通美国家庭来说，三天的存储将花费约1.5万美元来满足电力需求，而这一成本大约每五年重复一次。但我们现在不要为单纯的经济问题而担心。gydF4y2Ba

由于铅酸电池需要每月进行一次平衡和补水，深度循环次数有限(通常为500-1000次)，并且不能忍受长时间的低电量，因此最好能找到更好的选择。gydF4y2Ba

引力存储gydF4y2Ba

水电大坝和抽水蓄能解决方案依赖于高架质量中储存的引力能。在家庭环境中我们能做些什么?我们能从现场的个人抽水蓄水池中得到很多吗?gydF4y2Ba

让我们从一个小的开始，考虑3 W-h的能量储存在AA电池，如上所述。一个gydF4y2Ba千瓦时gydF4y2Ba能量是3.6×10gydF4y2Ba6gydF4y2BaJ的能量，所以AA电池能储存10800 J的能量。大量的gydF4y2Ba米gydF4y2Ba公斤,升起gydF4y2BahgydF4y2Ba米高对抗重力gydF4y2BaggydF4y2Ba≈10 m/s²对应gydF4y2BaE = mghgydF4y2Ba焦耳能量。如果我们愿意将一个物体举起3米高，我们需要多少质量来更换AA电池?猜猜看?答案是360公斤，或大约800磅。一个小指大小的电池，打败了把800磅的大猩猩举到你的屋顶上!gydF4y2Ba

我们得到的教训是引力存储是gydF4y2Ba令人难以置信的弱gydF4y2Ba．我们卧室那么大的水，即使在离我们家10米高的地方，也会储存0.625千瓦时，对邻居构成危险的威胁。这足够一般家庭30分钟的用电量了。请原谅我忽略了效率损失。这根本不值得。gydF4y2Ba这是gydF4y2Ba在gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

飞轮存储gydF4y2Ba

让我们在能量储存的“卧室”里放一个巨大的旋转圆盘。这种装置最终可能会在马里布流行起来，因为这种自旋系统固有的陀螺仪稳定性在泥石流中非常方便——它可以在下山时保持房子的水平，模仿多年来它一直在观察的冲浪者。gydF4y2Ba

圆柱形固体圆盘旋转时所储存的动能为¼gydF4y2BamvgydF4y2Ba²,gydF4y2Ba米gydF4y2Ba旋转圆筒的质量和gydF4y2BavgydF4y2Ba是外缘的速度。对于一个固定的质量，最好是把尽可能多的质量放在外边缘，在一个中空的圆柱体中(例如，由辐条支撑)，这样每个质量可以多传递两倍的能量。但在空间而不是质量受限制的情况下，固体圆盘比空心圆盘有更多的质量，这使得它成为固体是一种净胜利。gydF4y2Ba

我们要把它做多大?我们假设它的直径为2.5米，高度为2米(需要安装空间，以及周围的容器/结构)，产生10 m³的体积。按钢的密度——大约是水的8倍——我们可以得到80吨(现在甚至是80吨)gydF4y2Ba更多的gydF4y2Ba加固地板很重要!)gydF4y2Ba

旋转的速度有多快?让我们选择声速345米/，看看它能把我们带到哪里。要么做大，要么回家!我们在这个可怕的飞轮中储存了2.4吉焦，或大约650千瓦时的能量。这在某种程度上与铅酸电池的体积相当(尽管是铅酸电池的四倍)。我们会想要排出旋转磁盘周围的空气，否则我们将遭受1千瓦(消耗24千瓦时/天只是为了保持旋转;房间也会变得温暖)。gydF4y2Ba

外半径处的加速度大约是重力的一万倍，结果证明我们选择的几何形状和速度确实接近钢的屈服强度。这样一来，结构上的弱点就有崩溃的风险，这将把相当于半吨TNT炸药的不受欢迎的能量倾倒在你的房子里。我们需要在外缘减慢到250米/秒的速度，以提供足够的材料安全系数，从而产生250千瓦时的存储。另一个安全隐患是:如果飞轮从支架上脱落，它可能会穿过社区，突然穿过房屋，就像他们根本不存在一样。这在地震多发的国家并不理想。gydF4y2Ba

显然，我们可以将规模缩小一点，因为我们的第一次削减提供了三周的存储容量。同样的气缸在边缘以125米/秒(275英里/小时)的速度旋转，可以提供约90千瓦时的存储，从安全角度来看，这可能更容易接受。在速度的基础上缩小尺寸/质量，开始导致普通房屋的存储解决方案不那么有用。如果你打算为一个可怕的飞轮付出努力、花费和牺牲空间，你最好觉得它提供了足够的能量储存，值得。gydF4y2Ba

最近的5300万美元gydF4y2Ba宾夕法尼亚州的飞轮储存设施gydF4y2Ba使用200大gydF4y2Ba每个存储25千瓦时的单元gydF4y2Ba算下来，每千瓦时的存储容量为1万美元。每个单元的真空室看起来直径约1.5米，高3-4米。如果我们提高天花板，在我们的卧室里挤四个人，我们就能得到一个典型的美国房子三天的电力储存，而这需要花费整整一百万美元。但是摩擦损失——尽管煞费苦心地将其降至最低——很可能妨碍这些装置在几天内发挥作用。gydF4y2Ba

压缩空气gydF4y2Ba

我们可以通过压缩空气在类似弹簧的东西中储存能量。一个高质量的储罐可以储存200个大气压的空气。如果我们把一个卧室大小的大水箱做成类似飞轮尺寸的圆柱形，它的体积为10立方米。钢壁必须有大约6厘米厚才能承受压力，这样罐子的质量就会达到大约12吨。你加固了地板，对吧?gydF4y2Ba

我们要取一体积的空气，gydF4y2BaVgydF4y2Ba0gydF4y2Ba，是我们在常压下水箱容积的200倍(gydF4y2BaPgydF4y2Ba0gydF4y2Ba= 10gydF4y2Ba5gydF4y2BaPa)，并将其压缩到适合水箱(增加两吨质量!)如果做得足够慢，以保持大约恒定的温度(几个小时)，所需的能量是gydF4y2BaPgydF4y2Ba0gydF4y2BaVgydF4y2Ba0gydF4y2Baln (gydF4y2BaPgydF4y2Ba/gydF4y2BaPgydF4y2Ba0gydF4y2Ba)，其中ln()为自然对数函数。对于我们的容量，这变成了1gj，或几乎300千瓦时——足够典型的美国10天的用电量。所以我们可以用一个更小的容器，或者简单地把它充到一个不那么极端的压力。gydF4y2Ba

压缩空气的效率以及随后驱动涡轮发电的效率可能比飞轮要低。存储本身并不是最难的部分。我今天就可以出去买一些实验室大小的气瓶(约50升)，每个气瓶可以存储1.5千瓦时的电量——就像高尔夫球车的电池一样，尽管更重更笨重。但我很难安排一个有效的抽水和抽取/涡轮系统。如果不是因为这个原因，我会发现压缩空气是一个比电池更有吸引力的系统:最低维护;没有明显的循环限制，合理的低技术含量，并且完全容忍无限期地保持低电量。gydF4y2Ba

经常使用压缩气瓶的实验室有严格的安全协议，以防止由于操作不当而导致的结构破裂爆炸。如果全国各地的房屋都有处于各种忽视/腐蚀状态的高压容器，我们就会偶尔出现爆炸。我可能会担心家里有枪。但我猜房屋火灾仍然是更大的净威胁。gydF4y2Ba

氢燃料电池gydF4y2Ba

把水电解成氢，然后用在燃料电池或内燃机上呢?我将忽略燃烧选项，因为热机的效率与其他存储选项相比将是糟糕的。电池、重力存储和飞轮可以实现80%以上的往返效率。压缩空气对我来说更难评估，因为我对为提高效率而建造的压缩/提取设备缺乏足够的知识。gydF4y2Ba

电解制氢的效率在50-70%之间。然后燃料电池以40-60%的效率将储存的能量转换回电能，往返效率为20-40%。如果你碰巧想要一些废热，那么你可能会提高效率估计(实际上对任何这些储存方法都是如此)。但在一个直接的苹果对苹果的比较中，氢法是一个非常有损的存储选择。如果它非常便宜，技术含量也很低，尽管效率很低，但我可能会对它的潜力更感兴趣。但由于事实恰恰相反，我并没有对储氢感到兴奋。gydF4y2Ba

我花了一些时间寻找我今天能买到的额定功率在10千瓦范围内的氢燃料电池(适合家庭使用)。我看到一些生产模式的效率在40-53%之间，但从来没有一个价格标签。如果你必须提交一个查询来了解价格，你可能负担不起……gydF4y2Ba

其他的想法吗?gydF4y2Ba

我已经用尽所有的可能性了吗?当然不是。我选择了明显和有代表性的技术，包括引力、动能、弹簧力(在空气中)和化学储存。这些都是我想到的想法，每一个都在经常讨论的相关小规模“解决方案”中有一些合理的足迹。我没有选择热存储，因为它的往返效率会让氢燃料电池看起来很棒。我也远离化石燃料(燃气发电机，在家里储存天然气)，原因很明显，我们通常不会这样做gydF4y2Ba需要gydF4y2Ba储存，只要我们有可靠的化石燃料供应。gydF4y2Ba

稍微离题一下，对比一下化石燃料神奇的能量密度:我们以30千瓦时/天的速度储存3天的电力只需要12加仑汽油(1.6立方英尺;45升)在20%效率的发电机中燃烧(似乎其他80%都是噪音!)地球上的电池——给我们的一次性礼物——在能量密度和数百万年的长期存储方面，被证明远远优于其他任何“解决方案”。当它消失时，人们会非常想念它。gydF4y2Ba

它们都很难gydF4y2Ba

除了引力存储的例子，这里提出的每一个想法在技术上都是具有挑战性的、昂贵的，有时还很危险。我是这么想的gydF4y2Ba电池看起来不错gydF4y2Ba用于家庭存储。他们gydF4y2Ba已经gydF4y2Ba在我的家庭中发挥重要作用。但即使是最便宜的铅酸溶液也很贵，维护成本高，每隔几年就需要更换一次。只需150美元，你就能获得1千瓦时的存储空间。500次循环意味着500千瓦时的服务(如果一半放电，则获得大约1000次循环，但仍然大致相同的总能量服务)。这相当于每千瓦时0.30美元，这使得它成为一种昂贵的电力来源。即便如此，铅酸仍然是离网家庭最经济的存储介质选择，负载总比没有存储好!gydF4y2Ba

对于短期停电，我们可能只需要存储关键功能，比如冷藏和烹饪。在可再生能源的未来，存储必须扮演更重要的角色，解决方案并不明显。如在gydF4y2Ba贴在一个国家大小的电池上gydF4y2Ba在美国，由于资源的限制，我们不能简单地扩大我们可靠的铅酸、锂或镍基电池的规模，以满足我们在完全可再生能源场景下的当前需求。大规模抽水蓄能、地下(或水下)压缩空气和钠硫电池可能成为重要的参与者。但这些并不能帮助那些想要个人存储空间的独立精神，现在他们可能感到无能为力。gydF4y2Ba

简单的方法:棘轮向下gydF4y2Ba

通过简单地缩小规模，本文探讨的许多困难立即变得容易。因为我家每天只使用5千瓦时的电，我用4节高尔夫球车电池储存的7千瓦时的铅酸电池足以提供有意义的服务。gydF4y2Ba

对我来说，这个教训是，在美国目前的消费状况下，充足的存储乍一看似乎是不可能的，但如果消费减少到原来的五分之一左右，我就会变得乐观起来。如此大幅削减开支并非不可能:就我个人而言，我仍然可以以国内五分之一的能源成本，享受西方的生活方式。这是一种选择，我对自己的选择很满意。gydF4y2Ba

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  1. 压缩空气选项可以更有效地为冰箱或空调供电，因为所有这些设备都是气体压缩机。为什么不准备几天的压缩氟利昂(或者他们现在使用的任何东西)呢?当然，这需要你修改你的冰箱和空调系统来使用“中央氟利昂”，所以我不知道这是否可行。gydF4y2Ba

    • 只是作为压缩空气选项的参考，因为感觉这个选项只是逐渐减少。如果你把维基百科看作一个额外的资源gydF4y2Ba
      http://en.wikipedia.org/wiki/Compressed_air_energy_storagegydF4y2Ba
      你会得到同样的10m^3=300千瓦时的计算gydF4y2Ba
      在电机轴上有56.6%的能量转换。所以这个大房间给了你5天的供应。gydF4y2Ba

      同样，如果你不使用偷取/不偷取容器，“实际可达到的能量密度……从40到100千焦/公斤”或1-3吨。gydF4y2Ba

      在地下室里放一个5吨重的普通卧室大小的房间，供几天的电力使用似乎是合理的。gydF4y2Ba

  2. 为什么不讨论最常见的储能解决方案呢?你自己。人工替代了许多功能，最大限度地减少了实际需要的储备能源。gydF4y2Ba

    • 使用gydF4y2Bahttp://en.wikipedia.org/wiki/Human-powered_equipmentgydF4y2Ba作为一些数字的参考，似乎人类每天平均可以输出75瓦左右。这还不包括你的热输出，大约在100瓦左右。所以，假设你以这样的速度工作，并且能够捕获你消耗的2/3的能量，你可能期望回收50瓦* 8小时= 400瓦小时(或0.4千瓦时或1.44 MJ)，所以没有什么了不起的。另外，你必须吃大约两倍于DRV的卡路里(这里四舍五入一点)才能做到这一点。如果你吃大米(你可以在Costco买到2.5磅1美元左右的大米)，你需要消耗大约7磅来获得4000卡路里，也就是3美元的大米，每千瓦时的价格大约是7美元。不要忘了每天8小时的艰苦体力劳动的机会成本)，收集这些能量，甚至储存它们的设备的价格!gydF4y2Ba

      我并不是说在家里做更多的工作是一个坏主意，只是人力不是一个很好的主意。我认为你和汤姆在这一点上非常同意，我们能做的最好的事情就是通过改变我们的习惯来减少对电力的依赖。gydF4y2Ba

      另一种思考方法是:1马力大约是750瓦，或者大约是你能做的10倍。一台基本的汽油发动机，尽管效率很低，但可以轻松地输出~10马力而没有问题(廉价轿车只能输出~100马力)，所以相比之下，人类的力量弱得可怜。gydF4y2Ba

  3. 说到冰箱和储存能源，“旧时”的解决办法是在冬天从当地的河流或湖泊中收集冰，并将其储存在洞穴或冰窖中。也许我们可以开始制造混合氟利昂/冰盒。当冰柜装满冰块时会更有效率吗?gydF4y2Ba

    然而，这种策略在南方气候条件下并不奏效。事实上，直到空调出现，人们才开始考虑搬到南方去。gydF4y2Ba

    • 事实上，托马斯·杰斐逊(Thomas Jefferson)在弗吉尼亚州的蒙蒂塞洛(Monticello)就有这样一个冰窖。那里很暖和。我对“人们”在AC普及之前不会考虑搬到南方的说法持一些异议。我的人早在AC之前就在那里了。gydF4y2Ba

    • 说到冷却(虽然有点过时):我总是想知道为什么我们不使用太阳能直接冷却。知道那些房车和野营冰箱吗?它们需要一个热端，一个中等温度的热浴，并产生一个冷端。没有活动部件。看来只需要在屋顶上装个抛物面镜就能让热端出现。gydF4y2Ba
      不幸的是，我不知道底层过程的效率如何，但我很难相信它会比首先燃烧化石燃料或使用光伏发电，然后用它来运行交流电差得多。再一次，特摩菲来拯救?gydF4y2Ba

  4. 我想知道有多少停电事件同时伴随着天然气中断?在停电而天然气没有的情况下，最合理的解决方案是使用天然气发电机(或者更好的是，某种类型的天然气燃料电池系统，要么带有重整器和WGS反应堆，要么直接使用天然气燃料电池)。我意识到这不是一种“存储”解决方案，但它是一种度过宕机的可行方法。事实上，这样的设施存在于墨西哥湾沿岸，以抵御飓风后的停电。gydF4y2Ba

    或者，你可以考虑一台能够提供30千瓦时/天电力的汽油或柴油发电机(引用你的平均水平，尽管每个家庭都需要根据他们的使用量和他们愿意牺牲的东西来调整他们的需求)。一加仑柴油(包括生物柴油)含有35千瓦时的能量。假设一台发电机的效率是15%，你需要17加仑多一点的柴油，这些柴油可以填满一个边长16英寸的立方体。汽油大约需要15.5加仑。gydF4y2Ba

    把这种燃料放在手边并不是特别困难。每4周左右，使用储存的燃料为您的车辆加油，并用新鲜燃料替换储存的燃料。如果我有一辆柴油车，我会选择柴油，因为这种材料的波动性较低。此外，如果你需要疏散，燃料没有了(加油站没有开放/没有加油，或者队伍太长，以至于无法进入加油站)，这种存储可以作为你的车辆的备用供应。gydF4y2Ba

    发电机价格昂贵，需要特殊的装置将房屋与电网隔离，并需要持续的维护，但远不如上述任何一种解决方案昂贵gydF4y2Ba

    我也意识到，这种能源储存替代方案并不能让“我们”远离化石燃料。然而，它确实提供了一个很好的对比，以说明能源密集和廉价的化石燃料，因此我们在开发替代品时必须与之竞争。gydF4y2Ba

  5. 你认为氢燃料电池在远离主要电网的商业太阳能电池阵列上的可行性如何?例如，在海上安装一个装有太阳能电池板的浮筏，也许还会有一艘氢动力驳船将氢运到岸上，在那里它要么作为运输燃料出售，要么转化为电力并输入电网。gydF4y2Ba

    这是我经常思考的问题，它似乎比陆基太阳能电池板阵列更具有可扩展性，因为你不受可以购买的土地数量的限制，只受可以连接在一起的筏子/太阳能电池板的数量的限制。而且，你周围的水源都是免费的。gydF4y2Ba

    我所提出的主要缺点是效率部分(我没有意识到这一点像你上面指出的那么糟糕)，以及随着需求的持续增长(稀土继续变得越来越稀缺)，太阳能电池板的成本可能会增加。gydF4y2Ba

    • 目前，太阳能电池板是由半导体工业的废弃硅孔制成的。用于计算机芯片的硅必须是非常完美的单晶。从芯片制造的角度来看，即使是很小的缺陷也会使整个伯乐毫无用处。然而，PV不需要纯粹的原材料，所以PV制造商只是以折扣价购买废弃的boles;就像从像罗斯这样的折扣店买损坏的，有缺陷的衣服一样。然而，由于bolle制造商试图制造比pv所需的更纯净的boles，他们使用的工艺比制造pv所需的工艺昂贵得多。如果一家公司开始专门为pv生产低纯度boles，那么在不影响效率的情况下，成本将大幅下降。gydF4y2Ba

      • 我对光伏产业在废物流上的工作表示怀疑。也许在过去，光伏还是一个小产业的时候。无论如何，还有什么比接受被拒绝的产品更便宜的呢:如果原始(失败的)流程对芯片人员来说是垃圾，那么它几乎不会有多昂贵。也许你是对的，但我想先挖一下。gydF4y2Ba

        一个事后的想法:在硅光伏行业占主导地位的多晶硅锭不是由芯片制造商生产的(对他们毫无用处)，所以这只会增强我的感觉，即光伏行业在硅生产方面是独一无二的，并且在这方面已经在享受效率优化。gydF4y2Ba

    • 海洋中的风暴更为猛烈。这个阵列会被撕裂、分散，甚至经常被击沉。gydF4y2Ba

  6. 节约总是最简单和最便宜的。在我们这种温和气候下的真正灾难中，可能最重要的事情就是保持食物的低温，也许还有一点光照。如今，你的“能源之星”冰箱每天的耗电量约为1千瓦时。所以拔掉除了冰箱以外的所有电源。gydF4y2Ba

    如果你需要一点照明，10W的灯在紧急情况下应该足够了，而且你只在晚上不睡觉的时候需要它——比方说5个小时。什么——非常微不足道!LED手电筒会更好。gydF4y2Ba

    我们也不要忘记我们的新朋友，电动汽车。日产LEAF可以储存大约20千瓦时的电力。如果有合适的设备将直流电转换为交流电，丰田普锐斯或雪佛兰伏特(或其他混合动力车)也会成为一个运行时间很长的非常好的发电机——而且它们还会有油箱作为备份。它们还有一个好处，就是比你的典型发电机更干净，也更安静!gydF4y2Ba

    10年后，我们将拥有大量少量使用的电动汽车电池，其容量可能仅剩80%。因此，一个旧的日产LEAF电池将能够容纳至少16千瓦时的电力。在紧急情况下，即使是半个也足够了。它也比铅酸电池更少维护(没有水蒸发)，更安全(充电时不会产生爆炸性气体)，重量至少是铅酸电池的一半。gydF4y2Ba

  7. 又一个伟大的帖子。没想到氢燃料电池是这么糟糕的主意。当然没有汽油驱动的内燃机差。我假设你使用的是燃气即热热水器，否则我认为你有理由在地下室里放一堆5英尺高，3英尺宽的电池作为你的电力储备。见鬼，如果你24小时保持40-50加仑的水在120华氏度，你也可以保持同样的电池空间。是什么让水如此特别?gydF4y2Ba

    除了一些岛屿(冰岛、夏威夷等)，它们可以利用地热和周围的水来制造氢气，我不认为氢气在这个星球上工作得很好，因为它没有在自然口袋中积累。gydF4y2Ba

    这一直是汽油的问题(恕我直言)，汽油必须从原油中提炼。这也是甲烷和煤炭的魅力所在。你可以把它从地里拿出来直接用。不涉及任何处理。gydF4y2Ba

  9. 你试过计算高温陶瓷超导体线轴的成本吗?液氮并不是那么贵，它实际上比酷爱饮料还便宜。如果你用气凝胶、真空和热反射毯将阀芯绝缘，你只需要每月补充一次LN2，或更少。它不会比丙烷烤炉复杂多少;至少从最终用户的角度来看不是这样。铜酸盐超导体相对便宜，而基于蓝宝石微粒的新型超导体有望更便宜。它们具有功能上无限的可重用性，几乎没有损耗，令人难以置信的能量密度，并且是固态的。即使在目前的平均使用水平下，一个标准热水器大小的设备也可以提供三天的存储空间。gydF4y2Ba

    • 那不是所谓的电磁脉冲武器吗?如果它熄灭了，无论是由于技术故障还是因为有人忘记给LN2充电，你所有的电子设备都可能被烤焦。乍一看，我觉得这几乎和飞轮在附近滚动一样可怕，尽管我没有做过具体的数字。特墨菲来救你?gydF4y2Ba

  11. 你安装太阳能带来了一个有趣的问题:为什么公用事业公司不更积极地部署可再生能源?gydF4y2Ba

    早在1991年，美国能源部就进行了一项名为“美国本土可用风地面积和风能潜力评估”的研究。它读起来很吸引人，特别是因为计算出来的数字是基于50米的涡轮高度。你可能已经知道，风力涡轮机的功率与风速的立方成正比。因此，涡轮机的高度越高，风力就越大，因为风速随着高度而增加。如今，风力涡轮机的高度通常为80米。所以研究中的能量估计被严重低估了。有关研究资料，请浏览以下网址:gydF4y2Ba

    http://www.osti.gov/bridge/product.biblio.jsp?query_id=3&page=0&osti_id=5252760&Row=15&formname=searchformgydF4y2Ba

    主要作者是D. Elliott。强烈推荐。gydF4y2Ba

    (不，那不是我的真实姓名或电子邮件地址。)gydF4y2Ba

  12. 储存电能没有多大意义。你应该把热量储存在储热器里。基本上一个独立的水箱，你可以埋在花园里。一个很大的热杯。我的保温杯可以保持1升水热24小时以上。一个具有相同绝缘的小容器会表现得更好，因为每体积的表面更少。水可以储存到100摄氏度，或者在更高的温度下使用油。为了冷却，只需储存冰块。从水到冰的相变需要大量的能量。同样，冰可以在一个绝缘良好的容器中储存数周。对于剩余的能量，首先减少消耗，然后使用储存是有意义的。 Maybe the pressurized air would not be to bad. In an underground tank weigth doesnt matter that much.

    • 把电转换成热实际上是非常有效的。我想大概90%吧。但是在国内将热能转化为电能呢?这样只能得到20-40%的效率。热能储存非常便宜，但它的低效率消耗了节省下来的钱。gydF4y2Ba

      • 我并不是说储存热能并转化为电能，而是直接利用热能。这将大大减少电能的消耗。或者用野营用的煤气取暖、降温和做饭，有一瓶野营煤气你就可以活一个星期。gydF4y2Ba

  13. 更分布式的解决方案呢?也就是说，在所有电器中都安装电池，根据它们的消耗量和必要性大小不同。如果我们进入频繁停电的时代，这样的电器可能会流行起来。gydF4y2Ba

  15. 有一种电池被称为镍铁电池或爱迪生电池，曾经被使用过gydF4y2Ba
    采矿和电话公司。无限的循环次数和公差gydF4y2Ba
    过度充电和充电不足使它们对家庭能源系统非常有吸引力。gydF4y2Ba
    我从Beutilityfree网站花了大约1万美元买的。在48伏电压下310安培小时。gydF4y2Ba
    可悲的是:老汤姆的电池只在中国制造gydF4y2Ba

  16. 我们这些生活在电网之外的人都很清楚电力的总成本。我估计，在我们家，每千瓦时的电费大约在0.75美元到1美元之间，所以我们用得不多，每天大约3千瓦时。我们用丙烷做饭，用太阳能加热水，用木头来取暖。我们可以很容易地使用木材来承担所有的供暖负荷，并计划逐步向这个方向发展，但我们现在所拥有的已经足够抚养我们的孩子了，他们从来没有注意到我们的房子和他们的朋友的房子有任何显著的区别。gydF4y2Ba

    虽然电对生活不是必需的，但它提供了一些奢侈品，尤其是照明，为人们的一天增加了质量。我希望能够有一点可用的，即使有一天大多数人都没有。光伏组件和铜线使用寿命长，直流灯泡可以储存。光伏系统的薄弱环节是电池，铅酸电池每5-10年就需要更换一次，具体取决于电池类型和循环深度。即便如此，正如你的文章所指出的，铅酸电池仍然是储存几天电的最具成本效益的解决方案。gydF4y2Ba

    从理论上讲，电池中的所有铅都是完全可回收的，可以制成新电池，尽管现在还不是一个典型的家庭可以做到这一点。对于一个设备齐全的离网家庭来说，如果他们只使用纯铅电池，就有可能回收铅。太阳能光伏将是一种为纯铅普兰特板产生形成能量的完美手段。可怜的普兰特不得不使用一次电池来提供电流来形成他的平板。他会被PV迷住的。gydF4y2Ba

    我很好奇你的读者中是否有人有实际制造Plante板铅酸电池的背景，甚至有任何技术文件的线索，这将是有帮助的。我在网上没有找到太多，我已经有了Vinal的书，这是铅酸电池的“圣经”，但即使是那也没有足够具体的关于如何制造Plante板电池。gydF4y2Ba

  17. 这里有两个缺少的能源存储选项。gydF4y2Ba
    1)氨:氨合成和储存技术的进步有望成为替代ICEs的液体燃料和燃料电池的H2储存介质。氨合成厂可以就地安装在“滞留风”地点，在那里风车可以获得最佳性能。液态氨可以定期用管道或罐车运走。gydF4y2Ba
    2)二甲醚:柴油燃料的假定替代品。可以从生物质中合成。gydF4y2Ba

  18. 非常有趣和有启发性的文章。gydF4y2Ba

    最可悲的可能是，即使家庭消费可以减少五分之一，整体能源消耗也不会减少那么多。粗略估计，我认为总用电量将下降不到25%。gydF4y2Ba

  19. 那天然气储存呢?如果你有一个天然气压缩机来填充汽车，你也可以将它连接到一个存储单元。如果你有一个热电联产(CHP)，你可以储存足够的能量几个星期。将其与不间断的电源相结合，CHP只定期启动以充电，你可能真的会有一个好东西。gydF4y2Ba

    • 我也认为这个想法有一些吸引力:已经管道到你的家，可以让你温暖，做饭，和热水在任何情况下。然后，发电机提供了一种获得电力的方式。在短期内可能是一个不错的选择(如果没有法律禁止的话，这可能是一个问题)。从长远来看，有非化石的解决方案是很好的。但是他们gydF4y2Ba所以gydF4y2Ba善于储存能量，这只是凸显了没有它们将是多么困难。与UPS连接很不错，因为大多数家庭电源在大多数时间都在消耗能量(尤其是在减少停电模式下)，而一个全职发电机将是浪费的——更不用说令人讨厌的了。gydF4y2Ba

评论截止。gydF4y2Ba