四種通過水來存儲可再生能源的方式

土地、風和水
DNV GL的能量島概念源於通過在海洋中構建一個能夠存儲風能所發電，通過電能將水泵出島外。

如果特斯拉的Elon的家用大電池計劃是未來的一種可能性，我們也許可能擁有其他不依賴大型可重複充放電鋰電池的能量存儲方案。不過，如今的能源存儲現狀依然十分困難。在2014年全美97%的有效存儲還是通過將水抽到大型的水利設施中保存勢能。

在傳統的抽水儲能(pumped hydro)電站中，需要在上下游的水域中建立一座大壩來形成水勢，而這種規模的建築一般只有國有企業才有能力搭建。儲能的時候，通過綠色能源發的電，將下游的水抽到上游；然後在通過水利發電產生電能。如果整個過程中產生的利益能夠大於所有設備的維護，就能夠盈利了。2015年花旗銀行的行業調研報告對這種能源存儲方式的成本進行了估算，發現成本大約為現有電網儲電電池的5%左右。而該方案的缺點在於對於有大規模電能消費的地區，地理上很難尋找適宜建造抽水儲能的水壩，特別是對於某些大城市，簡直就是同時構建了一個戰略攻擊目標啊，哈哈。來自德國的弗勞恩霍夫風能和能源系統技術研究所的Jochen Bard也是這麼認為的。

不過隨著綠色能源的不斷發展，在2017年，新型的抽水儲能技術應該能達成一系列的成就。除了通過降低成本，然後就是消除地理上的劣勢了，使之能夠方便的建造和使用了。下面就來說說比較可行的四種：

混凝土地堡(The Concrete Bunker)

Stensea通過構建一個空心的混凝土球狀結構，並且內置一個渦輪泵。直接將這些球沉入海底的海床中，在放電完畢情況下內部會充滿海水。一旦需要進行能量儲存，通過氣泵向內部注入空氣，將內部海水排出。當需要放電的時候，反向操作，水壓將海水注入混凝土球中，並且推動發電機轉動。

去年11月份的時候Fraunhofer IWES公司在德國Konstanz湖的100m深處安裝了這麼一個設備，大約是3m左右直徑的一個球。經過連續4周的完全「充放電」測試，系統初步運行效果很好。而在過去的一年的可行性測試中，該團隊設計了5兆瓦和20兆瓦-四單元的存儲系統。而該系統的地理約束條件只需要尋找一個水深600-800米的環境，和水底相對水平的地面來放置裝置。而地中海、大西洋和挪威的部分海溝區是比較適合裝配這種儲能設備，搭配海上風力發電的地區。

壓縮空氣包(Compressed-Air Bags)
Hydrostor系統包括帶有重物的熱氣球相似的氣袋，以及一個連接到海濱的固定。而進行能量存儲的時候同樣利用電能對氣袋進行充氣和放氣。並且還帶有一個熱交換機來保證能量轉換過程的效率。

該公司在2015年接到一個在多倫多島裝配一個660千瓦的這種設備的活，目前已經進入調試階段了。並且打算在加拿大、美國和墨西哥等地接新活。而在加州安大略的設備具備2兆瓦和7兆瓦時兩種規模，而設備是利用地下鹽洞(underground salt cavern)而不是氣袋。在這之前，他們還在阿魯巴搭建了1兆瓦和6兆瓦時的氣袋儲電系統。

能量島(Energy Island)
在DNV GL的概念中，通過在荷蘭北部海灣構建一個10×6千米左右的單元，在需要對電能進行存儲時，就就將人工湖單元內部的水泵出到海上。然後通過海水倒灌的方式進行發電。

而與傳統泵水儲能所不同的是，內部的人工湖可以建在海中，只需要海底的粘土層足矣防止海水的側漏。另外，就是考慮在多深的海中進行搭建，以及建築成本之間的性價邊際曲線了。

不過到目前為止，能量島依然處於概念階段，位於挪威的DNV GL目前還在與荷蘭的合伙人對項目進行商業評估和項目規模設計的相關估算。

風車和水池
在Naturspeicher和Max B?gl的一個項目中,風力發電的風車下還額外配備了一對水池。而在山腳下，則還有一個人工湖，這些建造在高山上的風力發電設備，會將額外發電的能量用於將下面的水抽到40米左右的高度，也就是每個風車下面的水池中。而等到沒有風的時候，需要的電能就將水池中的水放回到下面的人工湖中，並且發些電。

每增加40米左右的額外高度，能夠帶來額外的25%的能量存儲，但是也需要更多的錢。不過在目前的項目中，將位於水庫中的水抽到40m高的山上是性價比比較高的配置方案。

他們的公司也對外宣稱：這種帶有存儲的風力發電系統能夠完全的融入自然，不破壞當地生態環境。他們計劃在今年內在德國Swabian-Franconian森林打造一個這樣的風田。而在2018年完成儲水池的相關建造。項目總體設計能夠達到70兆瓦時的存儲，以及16兆瓦時的輸出效率。

[鄰家乖蜀黍 via IEEE Spectrum]