印度贾达普大学盐湖校区的研究人员提出了一种在多层建筑中将重力存储和氧化还原液流电池与光伏发电相结合的新方法。

研究员 Mayurakshi Mondal 表示，我们的混合系统可以在任何类型的建筑物中实施，但重力存储系统的能量含量会随着建筑物的高度而增加，这意味着高层建筑为其发展提供了最大的潜力。

该混合系统由一个传统的屋顶光伏系统、一个太阳能树、两个用于建筑的重力电源模块 (GPMB ) 和一个钒氧化还原液流电池 (VRFB) 组成，三个存储系统仅由两个太阳能装置充电。科学家解释，拟议的系统强调尽可能通过可再生能源满足建筑物的基本负载需求，特别是专注于减少高峰时段电网的需求。该系统还专注于拉平电网的负载需求曲线。

他们估计氧化还原液流电池的平准化能源成本 (LCOE) 为0.424美元/kWh， GPM 为0.148美元/kWh。由于这种差异，电池仅用作二次存储系统。在充电阶段，GPMB通过电机工作，该电机驱动泵将水从较大管道中的活塞顶部推入较小管道。然后它将其推回活塞下方的较大管道。

这会将活塞向上推，当活塞到达较大管道的最高位置时操作终止，从而以机械形式储存能量。

在排放阶段，较大管道中的活塞下降并将水向下推动，进入较小的管道。学者们说，水流过以涡轮模式运行的泵/涡轮机组，并通过以发电机模式运行的电气设备发电。当活塞到达较大管道的最底部时，排放操作结束。

他们考虑了一座110米的建筑，有39层，总建筑面积750平方米。两个GPMB的存储容量分别为96.2 kWh，氧化还原液流电池能够存储300 kWh。75.4千瓦的光伏系统占地450平方米，相当于屋顶面积的60%左右，在建筑物的外部露天空间安装了五棵总功率为57.7千瓦的太阳能树。

在满足住宅负载需求并为两个 GPMB 充电后，任何额外产生的能量都用于为 VRFB 充电。此后，任何剩余的能源都将出售给电网。

在建议的系统配置中，两个 GPMB仅在下午 6 点至晚上 9 点和晚上 9 点至 12 点的高峰时段供电，以减轻高峰时段对电网的负担。

研究人员说，拟议的系统能够为建筑物提供每年平均 47.77% 的可再生能源，并能够为建筑物连同电网一起注入 48.89% 的可再生能源。

他们在“太阳能光伏驱动的混合重力动力模块——用于节能多层建筑的钒氧化还原液流电池储能”中描述了混合系统，该系统最近发表在《国际能源研究杂志》上。

科学家们总结道，在实际实施之前，需要对 GPMB 进行进一步研究，例如空调、水泵等高启动电流设备对其运行的影响。目前该系统还需要成本优化分析。