Przemysłowe urządzenia do magazynowania energii

W dawnych czasach energia elektryczna uzyskana w elektrowniach wodnych była natychmiast dostarczana do odbiorców: zapalano lampy, uruchamiano silniki. Jednak dzisiaj, gdy możliwości wytwarzania energii elektrycznej znacznie się rozszerzyły, kwestia efektywnych sposobów magazynowania wytworzonej energii została poważnie podniesiona na wiele sposobów, w tym m.in. różne źródła odnawialne.

Jak wiecie, w ciągu dnia ludzkość zużywa znacznie więcej energii niż w nocy. Godziny szczytowych obciążeń w miastach przypadają na ściśle określone godziny poranne i wieczorne, podczas gdy elektrownie wytwórcze (zwłaszcza słoneczne, wiatrowe itp.) wytwarzają pewną średnią moc, która znacznie się różni w różnych porach dnia iw zależności od warunków pogodowych.

W takich okolicznościach nie jest złym pomysłem, aby elektrownie miały jakiś zapasowy magazyn energii elektrycznej, który może zapewnić wymaganą moc o każdej porze dnia. Rzućmy okiem na niektóre z najlepszych technologii rozwiązania tego problemu.

Hydrauliczne magazynowanie energii

Najstarsza metoda, która nie straciła na aktualności do dziś. Dwa duże zbiorniki na wodę znajdują się jeden nad drugim. Woda w górnym zbiorniku, jak każdy obiekt podniesiony na wysokość, ma wyższą energię potencjalną niż woda w dolnym zbiorniku.

Gdy pobór mocy elektrowni jest niski, w tym czasie woda pompowana jest do zbiornika górnego. W godzinach szczytu, kiedy elektrownia jest zmuszona do dostarczania dużej mocy do sieci, woda z górnego zbiornika jest kierowana przez turbinę hydrogeneratora, generując w ten sposób zwiększoną moc.

W Niemczech opracowywane są projekty tego typu hydroakumulatorów z myślą o ich późniejszym wznoszeniu na terenach dawnych kopalń węgla, a także na dnie oceanu w specjalnie do tego celu utworzonych magazynach kulistych.

Magazynowanie energii w postaci sprężonego powietrza

Podobnie jak ściśnięta sprężyna, sprężone powietrze wtryskiwane do cylindra jest w stanie magazynować energię w postaci potencjalnej. Technologia była wymyślana przez inżynierów przez długi czas, ale nie została wdrożona ze względu na wysoki koszt. Ale już podczas adiabatycznego sprężania gazu za pomocą specjalnych sprężarek można osiągnąć bardzo wysoki poziom koncentracji energii.

Idea jest taka: podczas normalnej pracy pompa pompuje powietrze do zbiornika, a podczas szczytowych obciążeń, sprężone powietrze jest uwalniane ze zbiornika pod ciśnieniem i obraca turbinę generatora. Na świecie istnieje kilka podobnych systemów, których jednym z największych twórców jest kanadyjska firma Hydrostar.

Stopiona sól jako akumulator ciepła

Panele słoneczne Nie jest to jedyne narzędzie do przetwarzania energii promieniowania słonecznego.Słoneczne promieniowanie podczerwone, gdy jest odpowiednio skoncentrowane, może nagrzewać i topić sól, a nawet metal.

Tak działają wieże słoneczne, w których wiele reflektorów kieruje energię słoneczną do zbiornika soli zamontowanego na szczycie wieży wzniesionej na środku stacji. Stopiona sól uwalnia ciepło do wody, która zamienia się w parę, która obraca turbinę generatora.

Ciepło, zanim zostanie zamienione na energię elektryczną, jest najpierw magazynowane w akumulatorze termicznym na bazie stopionej soli.Technologia ta została wdrożona na przykład w Zjednoczonych Emiratach Arabskich. Georgia Tech opracowała jeszcze wydajniejsze urządzenie do termicznego magazynowania stopionego metalu.

Baterie chemiczne

Baterie litowe dla elektrowni wiatrowych — to ta sama technologia, co baterie do smartfonów i laptopów, tylko takich „baterii” w magazynie dla elektrowni będą tysiące. Technologia nie jest nowa, jest używana w USA do dziś. Niedawnym przykładem takiej elektrowni o mocy 4 MWh jest niedawno zbudowana przez Teslę w Australii. Stacja jest w stanie dostarczyć do obciążenia maksymalną moc 100 MW.

Nieszczelne akumulatory chemiczne

Jeśli w konwencjonalnych bateriach elektrody się nie poruszają, w bateriach przepływowych jako elektrody działają naładowane ciecze. Przez membranowe ogniwo paliwowe przemieszczają się dwie ciecze, w których zachodzi oddziaływanie jonowe ciekłych elektrod iw ogniwie generowane są ładunki elektryczne o różnych znakach bez mieszania się cieczy. W ogniwie zamontowane są elektrody stacjonarne, które dostarczają obciążonej w ten sposób energii elektrycznej do obciążenia.

I tak w ramach projektu brine4power w Niemczech planowane jest zainstalowanie pod ziemią zbiorników z elektrolitami (wanadem, słoną wodą, roztworem chloru lub cynku), aw lokalnych jaskiniach powstanie bateria przepływowa o mocy 700 MWh. Głównym celem projektu jest zrównoważenie dystrybucji energii odnawialnej w ciągu dnia, aby uniknąć przerw w dostawie prądu spowodowanych brakiem wiatru lub pochmurną pogodą.

Dynamiczne przechowywanie super koła zamachowego

Zasada opiera się na pierwszym przetwarzaniu energii elektrycznej — w postaci energii kinetycznej obrotu super koła zamachowegoi, jeśli to konieczne, z powrotem w energię elektryczną (koło zamachowe obraca generator).

Początkowo koło zamachowe jest przyspieszane przez silnik o małej mocy, aż do osiągnięcia szczytowego zużycia obciążenia, a gdy obciążenie osiąga szczyt, energia zmagazynowana przez koło zamachowe może być dostarczana z wielokrotnie większą mocą. Ta technologia nie znalazła szerokiego zastosowania przemysłowego, ale jest uważana za obiecującą do zastosowania w potężnych bezprzerwowych źródłach zasilania.