大电池组：可再生能源挑战的解决方案？

对于工程师来说，使用风能、太阳能甚至水等无污染能源的最大障碍之一是它们固有的间歇性可用性，这对工程师来说已经不是什么新鲜事了(尽管许多记者和其他满怀幻想的专家似乎并不理解这个事实)。简而言之：存储对于成功实施这种类型的能源系统与发电本身一样重要。

因此，努力减少对传统能源(如传统发电厂)的依赖意味着这些设施的规模仍需调整以处理最大负荷，这可能在清洁能源不可用时发生。此外，当太阳、风或水不可用时，有些地方的电网不能作为“备用”。

还有一个相反的考虑：当清洁能源正在发电但不需要时，除非它连接到本地存储或电网，否则它会被浪费;但网格在偏远地区不可用。

有一些建议是让全电动汽车 (EV) 或混合动力汽车中的电池充当未使用电力的蓄水池。虽然这在技术上可能是可行的，但这意味着你必须先买一辆车(以及所有这些)。这也意味着您在使用车辆时无法访问存储空间;它也不是欠发达、偏远地区的解决方案。

当然，一个解决方案是拥有一个备用发电机，但这会让你回到你一开始不想去的地方。因此，当我在《华尔街日报》上看到两篇文章时，一篇说索尼正计划建造工厂来生产用于此类应用的电池组(“索尼的最新赌注：用于储能的锂离子电池”)，另一篇是关于公平的特斯拉全电动汽车的大量电池组)，我开始思考：也许解决存储问题的方法是开发和利用类似的大容量电池组作为标准存储模块，用作备用电源和储存多余的发电量?

我从我最喜欢的第一步开始：根据文章中的数字对运行时间和成本进行“封底”评估。更大的特斯拉汽车电池组容量约为 85 kWHr，目前成本为 21,000 至 25,000 美元(估计);特斯拉希望建立一个大型工厂来降低这一点。

在负载方面，我在网上找到的一些数据(显然，仅被视为非常粗略)是典型的美国家庭需要大约 500 到 1,000 kWHr/月，或 20 到 35 kWHr/天(显然，偏远地区可能需要少得多)。这意味着基本的特斯拉大小的电池包可以支撑一所房子好几天。我大胆估计充电、放电和管理电子设备的成本还要 10,000 美元。因此，我们在这里谈论的是大笔钱，毫无疑问，而且肯定比典型的家庭所能承受的要多。

但这并不意味着没有答案。毕竟，我们这个行业充满了最初花费不菲的产品的例子，现在几乎是“一次性”(当然，你可以自己列出清单)。我意识到这些电池、连接器和电缆并不适合 IC 降低成本的路径，但至少有一些方法可以从这条路径开始。

也许解决存储挑战的部分方法是通过使用在许多其他情况下都非常有效的相辅相成的策略来降低成本：制定标准，运行大容量，并利用其他地方的开发。通过仅支持几个存储大小选项(小型、中型和大型);通过对电源连接器、占地面积、安全机制、DC/AC 逆变器和控制接口等关键参数制定通用标准;通过使用特斯拉等汽车供应商正在开发的技术和制造技术，有可能大幅降低基于电池的储能系统的价格。例如，在充电/控制子系统上使用相同的连接器和一些变化可能是有意义的。

这种方法有意义吗?还是我忽略了为大众市场、低成本消费者使用提供基于电池的备用电源的现实?