一個(gè)階梯上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的小水電站和湖，能與其他節(jié)點(diǎn)連接，以滿足能源需求，并提供可分配的能源儲(chǔ)存。

（圖片來源：Natel能源公司）

一家位于加利福尼亞的能源公司Natel正在努力開發(fā)一種新的水力發(fā)電方法，以解決在水力發(fā)電部署中出現(xiàn)的主要問題之一——對(duì)自然水流的影響。

當(dāng)然，如果減少環(huán)境影響的策略不夠經(jīng)濟(jì)，那么這些努力是不能實(shí)際應(yīng)用的。該公司十分希望減小對(duì)環(huán)境的影響，在理想情況下對(duì)為恢復(fù)和保護(hù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)作出貢獻(xiàn)。

為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）幫助Natel重新思考水力發(fā)電店的部署。NREL前研發(fā)工程師Michael Craig、NREL水電技術(shù)經(jīng)理Greg Stark與Natel 的CEO Gia Schneider和同事們合作，構(gòu)建了能權(quán)衡收入和下游水流影響的一系列類階梯式小水電站模型。模型中共包含了36個(gè)系統(tǒng)，是基于盡可能保留河流水流、魚類、沉積物和人類的聯(lián)系設(shè)計(jì)的。NREL的分析說明，如果通過協(xié)調(diào)的方式控制系統(tǒng)，其對(duì)自然水流的影響可以忽略。

“NREL通過建立一個(gè)模型，幫助我們量化和理解如何權(quán)衡收益和對(duì)下游流量的影響，并在經(jīng)濟(jì)和生態(tài)可持續(xù)性兩方面都發(fā)揮作用，”Schneider說，“這項(xiàng)工作證明，為達(dá)到環(huán)境要求而做出的改變對(duì)所帶來的收入減少很小，少于4%?！?/p>

當(dāng)大規(guī)模使用，特別是與其他可再生能源和能量存儲(chǔ)方式結(jié)合后，可持續(xù)的分布式水電裝置能提供許多有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。 （圖片來源：Natel能源公司）

從NREL分析中獲得的見解也促使Natel將新的水電項(xiàng)目與大型虛擬電廠（VPPs）結(jié)合。而分布式能源管理、微電網(wǎng)和電池方面的進(jìn)步，也使得這些水電虛擬電廠能在環(huán)境影響最小且無碳排放的情況下提供可靠的電力服務(wù)。

通過使用現(xiàn)代電力電子和控制技術(shù)，在階梯每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的小電站和湖能與其他節(jié)點(diǎn)相連以滿足能源需求。這種靈活性使帶有可調(diào)節(jié)能量存儲(chǔ)的發(fā)電廠產(chǎn)生穩(wěn)定的可再生能源，也能讓操作者向電網(wǎng)中加入更多樣化的可再生能源，比如說風(fēng)能和太陽(yáng)能。

（圖片來源：Pixabay）

除了能保護(hù)自然的河流流量，這些裝置還能幫助重新連接洪災(zāi)區(qū)的河流，恢復(fù)棲息地和河流生物的多樣性，減輕洪水泛濫，并增加地下水補(bǔ)給。

“Natel提供軟硬件解決方案，旨在緩解氣候變化，增強(qiáng)氣候適應(yīng)能力，并最終開發(fā)出100％可再生能源的電網(wǎng)，” Schneider說“我們與NREL所做的工作使我們能夠在電網(wǎng)層面上進(jìn)一步推進(jìn)分布式可持續(xù)水電?！?/p>

翻譯：王嘉鈺

審校：汪茹

引進(jìn)來源：美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室


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