Новый аккумулятор возобновляемой энергии


Рубрика: Новости
Метки:
Просмотров: 552
Новый аккумулятор возобновляемой энергии

аккумулятор возобновляемой энергии - сжатый воздух

Сталкиваясь по роду своей деятельности с технологией добычи угля в шахтах, меня очень удручало обстоятельство брошенных выработок. Столько усилий произведенных по проходке и укреплению вертикальных и горизонтальных стволов после добычи угля остаются, не востребованы. Оказывается, старые шахты могут начать новую жизнь в качестве аккумуляторов возобновляемой энергии, если разработкам ученых из стран Евросоюза будет дан зеленый свет.

Стремительное развитие солнечной и ветряной электроэнергетики породили проблему эффективного хранения излишков произведенной энергии. Европейские ученые решили вернуться к воздуху как дешевого и доступного аккумулятора энергии.

Несмотря на появление проточных аккумуляторов, и других интеллектуальных современных технологий, ряд ученых возвращается к проверенной десятилетиями технологии хранения энергии с помощью сжатого воздуха (англ. Compressed Air Energy Storage - CAES). Она заключается в сжатии воздуха с помощью избыточной электроэнергии. Затем сжатый воздух закачивается в емкости, расположенные под землей. При недостатке электроэнергии, воздух высвобождается из емкости, вращая газовую турбину.

На бумаге решение выглядит довольно привлекательным. Теоретически, это самый дешевый способ хранить большие объемы энергии наряду с гидроаккумулирующие станции. При этом, отсутствует необходимость в наличии гор.

Однако, процесс сжатия воздуха сопровождается выделением тепла, так же, как велосипедный насос нагревается при накачке камеры. Проблема в том, как это тепло использовать. Сейчас в мире существуют только два хранилища типа CAES: Ханторф в Германии и Macintosh в США. Их предельная мощность составляет 290 МВт и 226 МВт соответственно. На обоих хранилищах тепло выбрасывается как побочный продукт, так как нет инфраструктуры его отбора и хранения. И наоборот, воздух, закачанный в хранилища, приходится подогревать при отборе, с помощью природного газа, что снижает эффективность системы.

Чтобы решить эту проблему, ученые при финансовой поддержке Евросоюза в рамках проекта RICAS 2020 разрабатывают улучшенное адиабатическое хранилище AA-CAES, использование которого позволит хранить и использовать тепло, получаемое от сжатия воздуха. Ключевым компонентом проекта является секция, позволяющая накапливать тепло. Воздух, выходящий из компрессора проходит через своеобразный фильтр с дробленого камня. Через него же воздух проходит и в процессе скачивания из хранилища, что снимает необходимость в подогреве.

Джованни Перильо, материаловед из норвежского Фонда научных и промышленных исследований, уверен, что данная технология перспективнее, чем использование аккумуляторов, из-за длительности срока службы, низкие капитальные затраты и эксплуатационные расходы. Кроме того, эффективность разрабатываемого хранилища составит 70 - 80% против 45 - 55% в существующих.

«Чем больше тепла получит воздух, выпускаемый из хранилища, тем больше работы он сможет выполнить, вращая турбину. Мы думаем, что сможем консервировать больше тепла, чем позволяют имеющиеся технологии, и тем самым повысить общую эффективность системы», - сказал Перильо.

схема подземного хранилища

Другим преимуществом хранилищ типа AA-CAES является отсутствие привязки к конкретным геологических формаций. Их можно создавать как в естественных полостях, так и в неиспользуемых шахтах. В частности, проект RICAS 2020 реализуется на одной из закрытых шахт в Австрии.

Чтобы пройти этап проектирования, ученым нужно создать герметизирующую мембрану, способную выдержать температуру и давление в подземных полостях. Решение о дальнейшей работе будет принято на основании испытаний мембраны и оценки ее стоимости.

Несмотря на десятилетия использования, сжатый воздух еще не реализовал свой потенциал в сфере использования возобновляемых источников энергии. По мнению профессора Университета прикладных наук Кемптена (Германия) Маттиаса Финкенрата, причинами этого являются технологические проблемы, низкая цена на электроэнергию и нестабильность энергетического рынка. Через эти факторы, реализация некоторых проектов по созданию крупных хранилищ прекращена. В частности, после исследования водоносных горизонтов в Айове отменили строительство хранилища стоимостью $400 млн.

Тем не менее, работа над этими проектами не прекращается. И ученые, и энергетики ищут способы эффективного хранения избыточной энергии. По сравнению с химическими элементами обычных аккумуляторов, воздух - бесплатный, доступный и чистый. В таких местах, как Гавайи, хранилища типа AA-CAES могут сделать ветроэнергетику таким же стабильным источником энергии, как и электростанции, работающие на ископаемом топливе.

«Цель нашего проекта - создание большого хранилища сжатого воздуха, работа которого будет обходиться дешевле аккумуляторов. Но даже если мы докажем возможность создания хранилищ в различных геологических формациях, это уже будет шагом вперед», - сказал Финкенрат.

Думаю, что в Украине достаточно старых шахт, чтобы использовать новую технологию хранилища сжатого воздуха для аккумулирования энергии от возобновляемых источников. А проблема погашение пиковых нагрузок в часы максимальных нагрузок для украинского энергорынка весьма актуальна. Именно для решения этих проблем и могут быть предназначены подземные хранилища в старых шахтах.Источник

Понравилась статья, поделись с друзьями. Напиши в комментариях, что ты думаешь по данному направлению.

Комментариев: 15 RSS

http://altenergiya.ru/accumulator/kakoj-nakopitel-energii-samyj-energoemkij.html#h2_7

И, как следует из приведенной таблицы, наиболее эффективным видом накопителя представляется баллон с водородом. Если для получения водорода используется «дармовая» (избыточная) энергия из возобновляемых источников, то именно водородный накопитель может оказаться самым перспективным.

Да, действительно, из приведенных по ссылке цыфр, первенство за водородным накопителем энергии. Однако по мерам безопасности пока отсутствуют конкретные примеры такого рода энергетических накопителей. Дело за разработчиками.

http://from-ua.com/news/404055-v-dnr-prinyali-rezonansnoe-i-katastroficheskoe-reshenie.html

По ссылке. Это решение - просто кошмар. Решение затопить шахты (если это не блеф)может принять только ненормальный человек/люди.

"Шахтные воды не откачивают, и, если они выйдут на поверхность, в этих регионах уровень радиации может превысить допустимую норму примерно в тысячу раз. Михаил Волынец, лидер Независимого профсоюза горняков, считает, что «ДНР» может стать вторым Чернобылем."

Шахта никогда не может быть аккумулятором возобновляемой энергии - она сама по себе источник горючих газов и радиоактивных загрязнений

Ваше мнение понятно. Однако, не все шахты радиоактивны и насыщены опасными газами. В чехии я опускался в шахту, глубиной 300 метров, где раньше добывали серебро. Там сейчас музей и такие шахтные разработки тнаверно есть и в Украине. Вот именно такие можно использовать в качестве аккумуляторов энергии. Но нам это не грозит. Бюджетные миллиарды тратятся на строительство и реконструкцию ГАЭС, которые губят окружающую территорию вдоль Днепра и Днестра.

Шахтний водовідлив сам по собі вже майже готовий енергоакумулятор. Якщо змінити режим роботи водовідливу на переважно нічний це вивільнить неспожиту насосами вдень електроенергію для інших споживачів. Можливо і скидати частину викачаної води з ставків-відстійників назад у шахту через турбогенератори для вироблення електроенергії в енергодефіцитний час.

Ви дійсно праві. Алеж в практиці такої схеми не існує. Я зустрічав схему теплового насосу для теплозабезпечення господарських потреб, в якому використовувалося тепло шахтних вод. Це на шахтах Луганської області.

Приклад гідроакумулюючої станції на базі вугільної шахти: http://www.buildingtech.com.ua/article/energy/ugolnuyu-shahtu-v-germanii-reorganizuyut-v-hranilishe-izlishkov-energii

Олеже, дякую за посилання. Де кто виказував сумніви щадо використання шахтних копалин як можливи сховища для аккумуляції енергії. Німецький досвіт - яскравий приклад тому.

КПД гидроаккумулирующей станции - 70%.

Потенциальная энергия одной тонны воды, поднятой на 100 метров составляет - 272 Вт час/тонна. С учетом КПД энергия накопленная в одной тонне воды составляет - 190 Вт час/тонна.

Энергия аккумулятора колеблется от 150 до 220 Вт час/кг.

Вывод: вода накапливает в единице веса в тысячу раз меньше энергии, чем электрохимический аккумулятор.

Стоимость строительства 1 кВт час гидроаккумулирующей станции - 1000 долларов.

Стоимость 1 кВт час электрохимического аккумулятора - 400 долларов, а скоро будет около 100 долларов.

Конечно Вы правы, что немцы выберут шахту - ведь это очень выгодно...

Цифры, как говорится упрямая вещь. И немцы педанты разберуться, что выгоднее. Но в данном конкретном случае, по моему мнению, это не новое строительство ГАЭС, а использование сооружений шахты и имеющийхся перепадов. Во всяком случае затраты на порядок ниже. И еще. С позиции единичной мощномти не очень корректно сравнивать электрохимические преобразователи аккумулирования энергии с системой преобразования энергии падающей воды на турбину.

По стоимости ГАЭС - вы ошибаетесь. Бассейн где надо хранить воду строить нужно, ведь шахта лишь место куда воду сливают. Река и шахта - это действительно достанется даром, ну а все остальное - за деньги.

И второе. Вряд ли вы согласитесь, что купюра в одну гривну и две по пятьсот гривен - это одно и тоже. Так и с удельной энергией.

Ионистор как вершина пищевой цепочки (https://blogs.pcmag.ru/node/2923) - очень образное выражение в котором суть новых технологий. Ну и новый источник питания в вашу копилку...

Спасибо за ссылку новых технологий с клетками живых организмов в медицинской отрасли

Оставьте комментарий!

Используйте нормальные имена

Имя и сайт используются только при регистрации

Спасибо за ваш комментарий!

(обязательно)