Jak ciepło można wykorzystać do magazynowania energii odnawialnej

Jak ciepło można wykorzystać do magazynowania energii odnawialnej Jak przechowywać energię z przerywanych odnawialnych źródeł energii? Benny (jestem pusty) / Flickr, CC BY

Wpływ paliw kopalnych na awaryjne warunki klimatyczne napędza międzynarodowy nacisk na wykorzystanie niskoemisyjnych źródeł energii. W tej chwili najlepszymi opcjami wytwarzania energii niskoemisyjnej na dużą skalę są energia wiatrowa i słoneczna. Ale pomimo ulepszeń w ciągu ostatnich kilku lat w obu przypadkach jest gwarancją najlepszej jakości, które mogą dostarczyć Ci Twoje monitory, i kosztpozostaje znaczący problem: wiatr nie zawsze wieje, a słońce nie zawsze świeci. Sieć energetyczna, która opiera się na tych zmiennych źródłach, ma problemy z ciągłym dopasowaniem popyt i podaż, a więc energii odnawialnej czasami marnuje się ponieważ nie jest produkowany w razie potrzeby.

Jednym z głównych rozwiązań tego problemu jest na dużą skalę technologie magazynowania energii elektrycznej. Działają one poprzez gromadzenie energii elektrycznej, gdy podaż przekracza popyt, a następnie uwalnianie jej, gdy dzieje się odwrotnie. Jednak jednym z problemów tej metody jest to, że dotyczy ogromne ilości energii elektrycznej.

Istniejące technologie przechowywania, takie jak baterie, nie byłyby odpowiednie do tego rodzaju procesów ze względu na ich wysoki koszt jednostkowy energii. Obecnie, nad% 99 dużych magazynów energii elektrycznej jest obsługiwany przez pompowane zapory wodne, które przemieszczają wodę między dwoma zbiornikami przez pompę lub turbinę w celu magazynowania lub wytwarzania energii. Istnieją jednak ograniczenia dotyczące tego, o ile więcej pompowanej elektrowni wodnej można zbudować ze względu na jej wymagania geograficzne.

Jedną z obiecujących opcji magazynowania jest magazynowanie energii cieplnej z pompą. Ta stosunkowo nowa technologia jest już dostępna około dziesięciu lati jest obecnie testowany w zakładach pilotażowych.

Jak ciepło można wykorzystać do magazynowania energii odnawialnej Konwersja energii elektrycznej na ciepło odbywa się w obwodzie centralnym, a następnie jest przechowywana w gorących i zimnych zbiornikach. Pau Farres Antunez, Autor pod warunkiem

Pompowane termiczne magazynowanie energii elektrycznej polega na zamianie energii elektrycznej w ciepło za pomocą wielkoskalowej pompy ciepła. Ciepło to jest następnie magazynowane w gorącym materiale, takim jak woda lub żwir, w izolowanym zbiorniku. W razie potrzeby ciepło zamienia się z powrotem w energię elektryczną za pomocą silnik cieplny. Te konwersje energii są wykonywane cykle termodynamiczne, te same zasady fizyczne, które stosuje się do obsługi lodówek, silników samochodowych lub elektrowni cieplnych.

Znana technologia

Pompowane magazynowanie energii cieplnej ma wiele zalet. Procesy konwersji polegają głównie na konwencjonalnej technologii i komponentach (takich jak wymienniki ciepła, sprężarki, turbinyoraz generatory elektryczne), które są już szeroko stosowane w przemyśle energetycznym i przetwórczym. Skróci to czas potrzebny do zaprojektowania i zbudowania pompowanego zasobnika energii cieplnej, nawet na dużą skalę.

Zbiorniki magazynowe mogą być wypełnione obfitymi i niedrogimi materiałami, takimi jak żwir, stopione sole lub woda. I, w przeciwieństwie do baterii, materiały te nie stanowią zagrożenia dla środowiska. Duże zbiorniki ze stopioną solą są z powodzeniem stosowane od wielu lat w skoncentrowanych elektrowniach słonecznych, co jest technologią odnawialną Szybki wzrost w ciągu ostatniej dekady. Skoncentrowane magazynowanie energii słonecznej i pompowana energia cieplna mają wiele podobieństw, ale podczas gdy skoncentrowane elektrownie słoneczne wytwarzają energię poprzez magazynowanie światła słonecznego w postaci ciepła (a następnie przekształcanie go w energię elektryczną), instalacje magazynowania energii cieplnej z pompą przechowują energię elektryczną, która może pochodzić z dowolnego źródła - energii słonecznej, wiatr, a nawet energia jądrowa.

Jak ciepło można wykorzystać do magazynowania energii odnawialnej Skoncentrowana elektrownia słoneczna. Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej, CC BY-NC-ND

Łatwy do wdrożenia i kompaktowy

Pompowane instalacje do magazynowania energii elektrycznej mogą być instalowane w dowolnym miejscu, niezależnie od położenia geograficznego. Można je również łatwo skalować w celu zaspokojenia potrzeb pamięci sieci. Inne formy magazynowania energii luzem są ograniczone przez to, gdzie można je zainstalować. Na przykład magazynowanie z pompą wodną wymaga gór i dolin, w których można zbudować znaczne zbiorniki wodne. Zbiornik energii na sprężone powietrze opiera się na dużych podziemnych jaskiniach.

Pompowane magazynowanie energii cieplnej ma wyższa gęstość energii niż pompowane zapory wodne (może przechowywać więcej energii w danej objętości). Na przykład, dziesięć razy więcej energii elektrycznej można odzyskać z 1 kg wody zmagazynowanej w 100 ° C, w porównaniu do 1 kg wody zmagazynowanej na wysokości 500 metrów w elektrowni wodnej pompowanej. Oznacza to, że na określoną ilość zmagazynowanej energii potrzeba mniej miejsca, więc ślad środowiskowy zakładu jest mniejszy.

Jak ciepło można wykorzystać do magazynowania energii odnawialnej Zbiorniki stopionej soli do magazynowania energii cieplnej w skoncentrowanej elektrowni słonecznej. Abengoa

Długie życie

Komponenty pompowanego termicznego magazynu energii elektrycznej zwykle działają przez dziesięciolecia. Z drugiej strony akumulatory ulegają z czasem degradacji i należy je wymieniać co kilka lat - większość akumulatorów elektrycznych jest zazwyczaj gwarantowana tylko na około pięciu do ośmiu lat.

Jednak pomimo wielu rzeczy, które sprawiają, że pompowane magazynowanie energii cieplnej nadaje się do magazynowania energii odnawialnej na dużą skalę, ma to jednak swoje wady. Być może największą wadą jest jej stosunkowo skromna sprawność - co oznacza, ile energii elektrycznej jest zwracane podczas rozładowania, w porównaniu do ilości włożonej podczas ładowania. Celem jest większość pompowanych systemów magazynowania energii elektrycznej 50-70% wydajności, w porównaniu do 80–90% dla akumulatorów litowo-jonowych or 70–85% dla magazynowania z pompą wodną.

Jednak najważniejszy jest koszt: im niższy, tym szybciej społeczeństwo może przejść w kierunku niskoemisyjnej przyszłości. Pompowany magazyn energii cieplnej jest oczekuje się, że będzie konkurencyjny z innymi technologiami przechowywania - choć nie będzie to pewne, dopóki technologia nie dojrzeje i nie zostanie w pełni skomercjalizowana. W obecnej formie, kilka organizacji już mam pracujący, rzeczywiste prototypy. Im wcześniej przetestujemy i zaczniemy wdrażać pompowaną energię cieplną, tym szybciej będziemy mogli wykorzystać ją do przejścia na niskoemisyjny system energetyczny.Konwersacje

O autorze

Antoine Koen, doktorant w dziedzinie pompowania energii cieplnej, University of Cambridge oraz Pau Farres Antunez, doktor habilitowany w dziedzinie magazynowania energii, University of Cambridge

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

technologia książek

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

śledź InnerSelf na

facebook iconikona twittericon youtubeikona instagramikona kuflaikona rss

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

NAJNOWSZE FILMY

Rozpoczęła się wielka migracja klimatyczna
Rozpoczęła się wielka migracja klimatyczna
by Super Użytkownik
Kryzys klimatyczny zmusza tysiące ludzi na całym świecie do ucieczki, ponieważ ich domy stają się coraz bardziej niezdatne do zamieszkania.
Ostatnia epoka lodowcowa mówi nam, dlaczego musimy dbać o zmianę temperatury o 2 ℃
Ostatnia epoka lodowcowa mówi nam, dlaczego musimy dbać o zmianę temperatury o 2 ℃
by Alan N Williams i in
W najnowszym raporcie Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) stwierdzono, że bez znaczącego spadku…
Ziemia nadawała się do zamieszkania przez miliardy lat - dokładnie, jakie szczęście nam się poszczęściło?
Ziemia nadawała się do zamieszkania przez miliardy lat - dokładnie, jakie szczęście nam się poszczęściło?
by Toby Tyrrell
Stworzenie Homo sapiens zajęło ewolucji 3-4 miliardy lat. Gdyby klimat zawiódł tylko raz w tym…
Jak tworzenie map pogody sprzed 12,000 XNUMX lat może pomóc przewidzieć przyszłe zmiany klimatu
Jak tworzenie map pogody sprzed 12,000 XNUMX lat może pomóc przewidzieć przyszłe zmiany klimatu
by Brice Rea , , , , , , , , , ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,
Koniec ostatniej epoki lodowcowej, około 12,000 XNUMX lat temu, charakteryzował się końcową fazą zimna zwaną młodszymi dryasami.…
Morze Kaspijskie spadnie w tym stuleciu o 9 metrów lub więcej
Morze Kaspijskie spadnie w tym stuleciu o 9 metrów lub więcej
by Frank Wesselingh i Matteo Lattuada
Wyobraź sobie, że jesteś na wybrzeżu i spoglądasz na morze. Przed tobą 100 metrów jałowego piasku, który wygląda jak…
Wenus była kiedyś bardziej podobna do Ziemi, ale zmiany klimatu sprawiły, że nie nadawała się do zamieszkania
Wenus była kiedyś bardziej podobna do Ziemi, ale zmiany klimatu sprawiły, że nie nadawała się do zamieszkania
by Richard Ernst
O zmianach klimatu możemy się wiele nauczyć od Wenus, naszej siostrzanej planety. Wenus ma obecnie temperaturę powierzchni…
Pięć niewiary klimatycznych: przyspieszony kurs dezinformacji klimatycznej
Pięć niewiary klimatycznych: szybki kurs dezinformacji klimatycznej
by John Cook
Ten film to przyspieszony kurs dezinformacji klimatycznej, podsumowujący kluczowe argumenty użyte do poddania w wątpliwość rzeczywistości…
Arktyka nie była tak ciepła od 3 milionów lat, co oznacza duże zmiany dla planety
Arktyka nie była tak ciepła od 3 milionów lat, co oznacza duże zmiany dla planety
by Julie Brigham-Grette i Steve Petsch
Każdego roku pokrywa lodu morskiego w Oceanie Arktycznym kurczy się do najniższego poziomu w połowie września. W tym roku mierzy zaledwie 1.44…

NAJNOWSZE ARTYKUŁY

zielona energia2 3
Cztery możliwości zielonego wodoru dla Środkowego Zachodu
by Chrześcijański Tae
Aby zapobiec kryzysowi klimatycznemu, Środkowy Zachód, podobnie jak reszta kraju, będzie musiał całkowicie zdekarbonizować swoją gospodarkę do…
ug83qrfw
Główna bariera w odpowiedzi na zapotrzebowanie musi się skończyć
by John Moore, Na Ziemi
Jeśli federalne organy regulacyjne postąpią właściwie, odbiorcy energii elektrycznej na Środkowym Zachodzie mogą wkrótce zacząć zarabiać, podczas gdy…
drzewa do sadzenia dla klimatu2
Posadź te drzewa, aby poprawić życie w mieście
by Mike Williams-Rice
Nowe badanie ustala, że ​​żywe dęby i amerykańskie jawory są mistrzami wśród 17 „superdrzew”, które pomogą uczynić miasta…
dno morza północnego
Dlaczego musimy zrozumieć geologię dna morskiego, aby wykorzystać wiatry?
by Natasha Barlow, profesor nadzwyczajny czwartorzędowej zmiany środowiska, Uniwersytet w Leeds
Dla każdego kraju obdarzonego łatwym dostępem do płytkiego i wietrznego Morza Północnego, morski wiatr będzie kluczem do spełnienia sieci…
3 lekcje pożarów dla miast leśnych, gdy Dixie Fire niszczy historyczne Greenville w Kalifornii
3 lekcje pożarów dla miast leśnych, gdy Dixie Fire niszczy historyczne Greenville w Kalifornii
by Bart Johnson, profesor architektury krajobrazu, University of Oregon
Pożar płonący w gorącym, suchym górskim lesie przetoczył się przez miasto Gold Rush w Greenville w Kalifornii, 4 sierpnia…
Chiny mogą osiągnąć cele energetyczne i klimatyczne, ograniczając energetykę węglową
Chiny mogą osiągnąć cele energetyczne i klimatyczne, ograniczając energetykę węglową
by Alvin Lin
Na kwietniowym Szczycie Klimatycznym przywódców Xi Jinping obiecał, że Chiny będą „ściśle kontrolować energetykę węglową…
Niebieska woda otoczona martwą białą trawą
Mapa śledzi 30 lat ekstremalnego topnienia śniegu w USA
by Mikayla Mace-Arizona
Nowa mapa ekstremalnych zjawisk topnienia śniegu w ciągu ostatnich 30 lat wyjaśnia procesy, które prowadzą do szybkiego topnienia.
Samolot zrzuca czerwony środek ogniochronny na pożar lasu, gdy strażacy zaparkowani wzdłuż drogi patrzą w pomarańczowe niebo
Model przewiduje 10-letni wybuch pożaru, a następnie stopniowy spadek
by Hannah Hickey-U. Waszyngton
Spojrzenie na długoterminową przyszłość pożarów przewiduje początkowy, mniej więcej dekadowy wybuch aktywności pożarów…

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

Nowe postawy - nowe możliwości

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.pl | Rynek wewnętrzny
Copyright © 1985 - Publikacje wewnętrzne 2021. Wszelkie prawa zastrzeżone.