导语：特斯拉汽车公司上周发布了用于家用储能的电池，有望借此改变人们使用能源的方式
关键词：特斯拉，家用电池，电网
走近身边的电网
特斯拉汽车公司（Tesla Motors ）已经制造出了用于电动车的电池。 周四，他们还有可能发布一种面向家庭，商业及电力事业的电池系统。
低成本电池的普及可以从根本上改变电力网的运作方式。结合一些其他的新发明，家用及商用电池可以改变人们和企业的用电方式。
在这一过程中， 电池可以提高整个电网的效率和可靠性。
太阳能
目前，大多数能源都是通过大型发电厂产生再输送给用户。而电力的存储允许了能量的双向流动，为电网的维持提供了极大的裨益。比如，能量存储在弥补无法像火力发电厂按需生电的风电和光伏的间歇性上极为有效。
对于个体消费者来说， 在电表后有一个电池可以为电能管理提供极高的灵活性。电池可以让消费者们通过减少价格较高的峰时用电来降低电费，这适用于诸如加州的很多州。
从事光伏发电项目的SolarCity已经开始了对特斯拉制电池系统的测试
在屋顶有太阳能电板和电池的家庭可以在断电时使用通过太阳能系统产生的电能，如果有适度的存储量，就可以在断电的情况下有足以持续数天的电能。如果有足够的存储量，还可以无限期的断开电网—这也是开发商所恐惧的。
许多州都有净计量计划，即供电公司购买馈入电网的多余太阳能电力。结合净计量，电能存储给消费者提供了当电价低时从电网中购买电力当电价高时从电池中售出电力的机会。不过，这种被称为套利的做法也导致了关于供应商征收大量额外的设备安装费用的担忧，因为部分地区已经存在这样的问题。
商业和工业用户同样可以从这种电力存储中获益。他们可以在需求高峰期降低其使用量从而削减所谓的按需收费—一种按照用电量支付的费用，也是可以主导其能源费用的支出项。
带轮子的电池
从电网的角度来说，电动车在许多方面可以被当作电力存储的一种演变，唯一的区别无非在于他们是可移动的。
电动车的电池可以存储相当多的能量。以尼桑聆风（Nissan Leaf）为例，它能容纳24千瓦时，而一个普通家庭一天的用电量约为30千瓦时，也就是说一块汽车电池可以在断电时作为后备电源。
位于内华达州的在建特斯拉“超级电池工厂”艺术效果图，该工厂将用于生产电动车和固定储能电池。
但是电动车也为电网运营商制造了困难。由于他们在充电过程中需要大量电流，因此具有导致社区电路过载的风险。为了减少风险并避免升级基础设施的花费，一些供应商提出，或者说要求为在电力需求及电价较少的晚上进行电动车充电的行为提供补贴。
通过在电力使用较少时充电，电动车可以缓和典型的负载曲线，在非用电高峰的晚上消耗电能。
由于电动车要消耗电网中的电能，他们还可以补偿尤其由风电产生的多余电能，因为风电在晚上的产能往往供过于求。这可以帮助供应商避免负价格—过量产能使得实时电价小于零—而这常常与过度的风力发电相关联。
与此同时，通过把又一个耗电巨大的用电器加进每月账单中，电动车可以帮助电力公司解决不断减少的电力销售。
一种即将问世的技术被称为车到电网技术（V2G). 这样的技术将使车用电池与电网双向使用成为可能. 特拉华大学（Delaware）就曾试验将停靠的电动车接入电网。当供电商需要或者拥有额外的电能时，他们用电动车电池供电或者充电。而车主也可以为提供这些服务得到补偿。
调峰
真正改变游戏规则的是供应商可以将其与另一个被称为需求响应的技术管理电力存储，在白天关键时候减少电能使用。
供应商过去常常会和大型能源用户，如工厂，达成协议或是通过电话呼吁他们在高峰期减少用电。比如，在炎热的夏天里空调的用电量会很高，供应商可能会难以满足电力需求。在这些高峰期减少用电可以给他们更多容量以避免停电。作为减少用电的交换，用户会得到一些补偿。
需求响应降低了日常‘负载曲线’中高峰期的电力使用
打电话的方式继而发展成自动化的系统。最终，在放松管制的市场，出现了收集来自多个大型能源用户需求响应承诺的企业。然后他们会在能源市场需要时将其出售以降低电能。这是一种有效的方法，可以减少对只为应对峰值需求而运行几周的具有污染性而又昂贵的发电机的依赖。
连接存储的力量
最近，一些供应商，尤其是那些按小时计费的诸如伊利诺伊的爱迪生电力公司（ComEd）和德克萨斯的奥斯丁能源公司（Austin Energy）已经开始在居民市场试验需求响应。
智能恒温器制造商安居（Nest）利用接入互联网的温控器来响应高峰期需求响应的请求。客户可以回应提前一天的电话通知选择不参与需求响应，也可以在供应商给出信号后调节温控器来拒绝参加。
最近的一些需求响应实验涉及到一小时的提前通知。到目前为止，这些实验大多涉及调整温控器以减少用电负荷，但目前出售的电器则都具有使用实时定价控制决策的能力。
如果电力存储可以为需求响应信号所调度又会怎么样呢？如果供应商可以利用电池中存储的电能，那无疑益处多多。 连接存储可以通过消除峰值产能需求并为变化无常的风电和太阳能发电提供缓冲以减少电力费用。
对于消费者而言，能量存储开启了一种看待家庭用电的全新方式。它可以提供能源保障，降低能源成本，并为其提供了一个加入能源市场，参与电力购买和销售的机会。
关于作者：Michael McElfresh是圣塔克拉拉大学（Santa Clara University）电气工程专业的副教授。
（翻译：耿也； 审校：海带丝）
原文链接：
https://theconversation.com/tesla-batteries-just-the-beginning-of-how-technology-will-transform-the-electric-grid-40142
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