Pramonės naujienos

„GridScale“: atsinaujinančios energijos kaupimas akmenyse, o ne ličio baterijos

2021-06-16
TEMOS:
Orhuso universitetas, Baterijų technologija, Energija, Žalioji energija, Populiaru
AARHUS UNIVERSITETAS 2021 m. Gegužės 6 d



Kai elektros energijos perteklius susidaro dėl vėjo ar saulės energijos, energijos kaupimas įkraunamas. Tai atliekama naudojant kompresorių ir turbinų sistemą, siurbiančią šilumos energiją iš vienos ar kelių talpyklų, pripildytų vėsiais akmenimis, į atitinkamą skaičių talpyklų, užpildytų karštais akmenimis. Dėl to akmenys šaltose talpyklose tampa labai šalti, o karštose - iki 600 laipsnių. Kreditas: Claus Rye, „Stiesdal Storage Technologies“

Statant „GridScale“ demonstracinę gamyklą, atsinaujinančios energijos kaupimo akmenyse koncepcija priartėjo prie jos įgyvendinimo. Gamykla bus didžiausia elektros saugykla Danijoje, jos galia sieks 10 MWh. Projektas finansuojamas pagal Danijos energetikos agentūros vykdomą Energetikos technologijų plėtros ir demonstravimo programą (EUDP).
Žirnio dydžio akmenys, įkaitinti iki 600 ° C didelėse, izoliuotose plieninėse talpyklose, yra naujo inovacijų projekto, kurio tikslas - padaryti proveržį pertraukiamo vėjo ir saulės energijos saugykloje, pagrindas.

Technologija, kuri saugo elektros energiją kaip šilumą akmenyse, vadinama „GridScale“ ir gali tapti pigia ir veiksminga alternatyva saulės ir vėjo energijos kaupimui ličio baterijose. Nors ličio baterijos yra ekonomiškai efektyvios tiekiant energiją tik trumpam, iki keturių valandų laikotarpiui, „GridScale“ elektros energijos kaupimo sistema efektyviai palaikys elektros tiekimą ilgesniam laikotarpiui-iki maždaug savaitės.

„Vienintelis tikras iššūkis sukurti 100 proc. atsinaujinančios elektros energijos tiekimą yra tai, kad mes negalime sutaupyti vėjuoto ir saulėto oro metu pagamintos elektros energijos, kad galėtume ją naudoti vėliau. Paklausa ir gamyba neatitinka to paties modelio. Komercinių šios problemos sprendimų dar nėra, tačiau tikimės, kad tai pavyks įgyvendinti su mūsų „GridScale“ energijos kaupimo sistema “, - sako Henrikas Stiesdalis, klimato technologijų bendrovės„ Stiesdal Storage Technologies “, kuri yra šios technologijos, įkūrėja.

Trumpai tariant, „GridScale“ technologija yra susijusi su bazalto šildymu ir aušinimu, susmulkintu iki smulkių žirnio dydžio akmenų viename ar daugiau izoliuotų plieninių talpyklų rinkinių. Saugykla įkraunama per kompresorių ir turbinų sistemą, kuri siurbia šilumos energiją iš vienos ar kelių talpyklų, pripildytų vėsiais akmenimis, į panašų skaičių talpyklų, pripildytų karštų akmenų, kai yra perteklinė vėjo ar saulės energija.

Tai reiškia, kad šaltuose rezervuaruose esantys akmenys tampa labai šalti, o karštuose - labai; iš tikrųjų iki 600oC. Šiluma gali būti kaupiama akmenyse daugelį dienų, o akmenų pripildytų rezervuarų komplektų skaičius gali būti įvairus, atsižvelgiant į reikalingą laikymo trukmę.

Kai vėl atsiranda elektros paklausa, procesas vyksta atvirkščiai, todėl karštose talpose esantys akmenys tampa šaltesni, o šaltose talpyklose - šiltesni. Sistema pagrįsta nebrangia saugojimo medžiaga ir brandžia, gerai žinoma įkrovimo ir iškrovimo technologija.
â € œBasaltas yra pigi ir tvari medžiaga, galinti kaupti didelius energijos kiekius mažose erdvėse ir kuri gali atlaikyti daugybę saugyklos įkrovų ir iškrovų. Šiuo metu mes kuriame saugojimo technologijos prototipą, kuris parodys, kaip toliau spręsti atsinaujinančios energijos saugojimo problemą - tai yra vienas didžiausių iššūkių tvarios energijos plėtrai visame pasaulyje “, - sako Ole Almas,„ Development “vadovas. energetikos grupė „Andel“, kuri taip pat yra projekto dalis.

„GridScale“ prototipas bus didžiausia Danijos elektros sistemos saugykla, o pagrindinis iššūkis bus užtikrinti, kad elektros energijos rinkose būtų pasiekiamas lankstus saugojimo būdas, kuris užtikrintų geriausią įmanomą vertę. Vadinasi, tai taip pat bus projekto dalis.

Tiksli prototipų saugyklos vieta dar nenuspręsta. Tačiau tai tikrai bus rytinėje Danijos dalyje, pietinėje ar vakarinėje Zelandijoje arba Lolland-Falster saloje, kur visų pirma naujų didelių PV įrenginių gamyba auga greičiau, nei vartojimas gali neatsilikti.
Visas inovacijų projekto pavadinimas yra „GridScale“-ekonomiškai efektyvi didelio masto elektros energijos saugykla. Jis bus vykdomas trejus metus, o jo bendras biudžetas-35 mln. DKK (4,7 mln. EUR). Projektas finansuojamas 21 mln. DKK (2,8 mln. EUR) iš Energetikos technologijų plėtros ir demonstravimo programos (EUDP).

Be bendrovių „Stiesdal“ ir „Andel“, partnerių grupę sudaro Orhuso universitetas (AS), Danijos technikos universitetas (DTU), „Welcon“, BWSC („Burmeister Wain“ skandinavų rangovas), „Energi Danmark“ ir „Energy Cluster Denmark“.

Partneriai pateiks akmens sistemų saugyklos energetinės sistemos analizę ir dizaino optimizavimą, taip pat optimizuos technines koncepcijas ir subręs „GridScale“ technologiją, kad būtų paruoštas rinkai pritaikomas sprendimas.

Pavyzdžiui, AU sukurtas Europos energetikos sistemos modelis bus sujungtas su DTU sukurtu turbinų optimizavimo modeliu, kad būtų galima suprasti galimą akmens saugyklos vaidmenį Europos kontekste ir optimizuoti dizainą:

„Perėjimas prie atsinaujinančios energijos keičia energijos sistemos veikimą“ vien todėl, kad vėjo ir saulės energija nebūtinai gaminama tada, kai mums to reikia. Todėl turime išsiaiškinti, kaip techninį projektą galima geriausiai pritaikyti energetikos sistemai ir kuriose šalyse bei kada pereinant prie ekologiško pereinamojo laikotarpio technologija turi didžiausią vertę. Mes stengsimės nustatyti energijos technologijų derinį, kuris suteiks didžiausią vertę saugojimo sprendimui. Manau, kad akmens saugojimo technologija turi didžiulį potencialą daugelyje pasaulio vietų ir gali būti labai naudinga pereinant prie žaliosios eigos “, - sako docentas Gormas Bruunas Andresenas iš Orhuso universiteto Mechanikos ir gamybos inžinerijos katedros.