Вчені навчилися створювати провідники, суперконденсатори та інші електронні елементи прямо всередині живих рослин
4 Квітня , 2017
NASA: Ми побудуємо орбітальну місячну станцію до 2030-го
4 Квітня , 2017

Нове підземне сховище відновлюваної енергії використовує гаряче повітря

Старі шахти можуть почати нове життя в якості акумуляторів відновлюваної енергії, якщо розробкам вчених з країн Євросоюзу буде дано зелене світло.

Стрімкий розвиток сонячної і вітряної електроенергетики породили проблему ефективного зберігання надлишків виробленої енергії. Європейські вчені вирішили повернутися до повітря як дешевого і доступного акумулятора енергії.

Незважаючи на появу проточних акумуляторів та інших інтелектуальних сучасних технологій, ряд вчених повертається до перевіреної десятиліттями технології зберігання енергії за допомогою стисненого повітря (англ. Compressed Air Energy Storage – CAES). Вона полягає в стисненні повітря за допомогою надлишкової електроенергії. Потім стиснене повітря закачується в ємності, розташовані під землею. При нестачі електроенергії, повітря вивільняється з ємності, обертаючи газову турбіну.

На папері рішення виглядає досить привабливим. Теоретично, це найдешевший спосіб зберігати великі об’єми енергії поряд з гідроакумулюючими станціями. При цьому, відсутня необхідність в наявності гір.

Однак, процес стиснення повітря супроводжується виділенням тепла, так само, як велосипедний насос нагрівається при накачуванні камери. Проблема в тому, як це тепло використовувати. Зараз у світі існують лише два сховища типу CAES: Ханторф в Німеччині і Macintosh в США. Їх гранична потужність становить 290 МВт і 226 МВт відповідно. На обох сховищах тепло викидається як побічний продукт, так як немає інфраструктури його відбору і зберігання. І навпаки, повітря, закачане у сховища, доводиться підігрівати при відборі, за допомогою природного газу, що знижує ефективність системи.

Щоб вирішити цю проблему, вчені за фінансової підтримки Євросоюзу в рамках проекту RICAS 2020 розробляють покращене адіабатичне сховище AA-CAES, використання якого дозволить зберігати і використовувати тепло, що отримується від стиснення повітря. Ключовим компонентом проекту є секція, що дозволяє накопичувати тепло. Повітря, яке виходить з компресора проходить через своєрідний фільтр з дробленого каміння. Через нього ж повітря проходить і в процесі викачування зі сховища, що знімає необхідність у підігріві.

Джованні Перільо, матеріалознавець з норвезького Фонду наукових і промислових досліджень, впевнений, що дана технологія перспективніша, ніж використання акумуляторів, через тривалість терміну служби, низькі капітальні витрати і експлуатаційні витрати. Крім того, ефективність розроблюваного сховища складе 70 – 80% проти 45 – 55% у існуючих.

«Чим більше тепла отримає повітря, що випускається зі сховища, тим більше роботи він зможе виконати, обертаючи турбіну. Ми думаємо, що зможемо консервувати більше тепла, ніж дозволяють наявні технології, і тим самим підвищити загальну ефективність системи», – сказав Перільо.

Принцип работы энергохранилища на сжатом воздухе

Іншою перевагою сховищ типу AA-CAES є відсутність прив’язки до конкретних геологічних формацій. Їх можна створювати як в природних порожнинах, так і в невикористовуваних шахтах. Зокрема, проект RICAS 2020 реалізується на одній із закритих шахт в Австрії.

Щоб пройти етап проектування, ученим потрібно створити герметизуючу мембрану, здатну витримати температуру і тиск в підземних порожнинах. Рішення про подальшу роботу буде прийнято на підставі випробувань мембрани та оцінки її вартості.

Незважаючи на десятиліття використання, стиснене повітря ще не реалізувало свій потенціал у сфері використання відновлюваних джерел енергії. На думку професора Університету прикладних наук Кемптена (Німеччина) Маттіаса Финкенрата, причинами цього є технологічні проблеми, низька ціна на електроенергію і нестабільність енергійного ринку. Чеез ці фактори, реалізація деяких проектів по створенню великих сховищ припинена. Зокрема, після дослідження водоносних горизонтів в Айові скасували будівництво сховища вартістю 400 млн. дол.

Тим не менше, робота над цими проектами не припиняється. І вчені, і енергетики шукають способи ефективного зберігання надлишкової енергії. Порівняно з хімічними елементами звичайних акумуляторів, повітря – безкоштовний, доступний і чистий. У таких місцях, як Гаваї, сховища типу AA-CAES можуть зробити вітроенергетику таким же стабільним джерелом енергії, як і електростанції, що працюють на викопному паливі.

«Мета нашого проекту – створення великого сховища стисненого повітря, робота якого буде обходитись дешевше акумуляторів. Але навіть якщо ми доведемо можливість створення сховищ у різних геологічних формаціях, це вже буде кроком вперед», – сказав Финкенрат.

Джерело: newatlas.com

LEU
LEU
Головний редактор сайту uaengineer.com.ua

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: