储能系统可以将可再生能源的过剩部分储存起来,以在能源供应短缺或不稳定的时候释放出来使用。
能量管理系统可以根据可再生能源的供应情况和电网的需求情况,动态地调整储能设备的运行模式和能量分配方式,实现供需平衡,提高可再生能源的利用效率。
储能系统和能量管理系统在可再生能源领域的应用已经取得了显著成果。储能系统和能量管理系统还可以应用于电动汽车、航空航天、智能建筑等领域,实现能源的利用和持续发展。
储存材料通常是砾石和水的混合物或沙子和水的混合物。如果坑的衬里用聚合物材料,则存储温度可达95 ℃。热量通过分布在不同层的管道进水或取水进行交换。存储中的传热过程主要是对流。由于砾石的比热容低,典型体积热容量为2.2 MJ/(m3·K),大约是水的60%,因此蓄热体积要比基于水的深坑储能大50%。这种储能方式相当于建造一个人工含水层,但蓄热温度比含水层高,对地质和环境影响相对较小。WGPS的蓄热能力也不差,可达30~50 kW·h/m3。
国内早期的地源热泵主要也是采用这种方式,即利用地下水作热泵的热源/热汇,换热后回灌。但由于经常出现采水量大于回灌量的不平衡,导致某些缺水地区(如北京)地下水位下降、某些地区(如上海)要再次面对地面沉降问题。另外,回灌可能导致地下水污染,也是被极为重视的问题,因此大多数省份已经明文禁止在城市地区开采地下水。