Էներգիա և շրջակա միջավայր

Սեղմված օդի էներգիայի պահպանման (CAES) համակարգեր

Սեղմված օդի էներգիայի պահպանման (CAES) համակարգեր

SustainX- ի (ICAES) էներգիայի պահպանման համակարգը

Սեղմված օդի էներգիայի պահեստը (CAES) օգտագործում է ավելցուկային էներգիա ՝ օդը սեղմելու համար, որն այնուհետև պահվում է ստորգետնյա ջրամբարում: Օդի սեղմումը առաջացնում է ջերմություն: Օդը կարող է թողարկվել գազային տուրբինի այրիչին ՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Իհարկե, էներգիայի կուտակման այլ ձևերի և այլ մոտեցումների, ինչպիսիք են խելացի ցանցերը և պահանջարկի նվազեցման ռազմավարությունը, հետ մեկտեղ նպատակն է ապահովել միջոց, որում ընդհատվող վերականգնվող էներգիան, ինչպիսիք են արևը և քամին, կարող են վերցնել հանածո վառելիքներից:

Ներկայումս էլեկտրաէներգիայի պահեստում գերակշռում են մարտկոցների բանկերը, բայց դրանց կողքին սկսում են հայտնվել էներգիայի պահպանման այլ ձևեր: CAES- ը դրանցից մեկն է:

Առաջին այդպիսի համակարգը 290 Մվտ հզորությամբ կայան էր, որը E.ON-Kraftwerk- ը մշակել էր Հանթորֆում, Գերմանիա, 1978 թ.-ին: երբ պահանջարկը մեծացավ: Կայանը դեռ գործում է ՝ օգտագործելով պահուստային էներգիա: Սեղմված օդը, ինչպես և մի շարք այլ նման համակարգեր, պահվում են ստորգետնյա աղի քարանձավներում, որոնց լրացման համար պահանջվում է 8 ժամ վայրկյանում 108 կիլոգրամ արագությամբ: Երբ էլեկտրաէներգիան կրկին անհրաժեշտ է, սեղմված օդը ազատվում է և տաքանում բնական գազի այրման միջոցով: Օդի ընդլայնումը 2 ժամ տևում է 320 ՄՎտ տուրբին, որից հետո քարանձավները պետք է լիցքավորվեն: Չնայած CAES- ի մյուս կայանները գործում են նույն սկզբունքի համաձայն, դրանք հակված են լրացուցիչ կենտրոնանալու սեղմման գործընթացում արտադրված ջերմությունը պահպանելու վրա, ինչը մեծացնում է գործարանի արդյունավետությունն ընդհանուր առմամբ:

Սեղմման ընթացքում արտադրված ջերմության հետ գործարքի երեք եղանակ կա: Ադիաբատիկ պահեստարանները պահպանում են ջերմությունը և կրկին օգտագործում այն ​​՝ սեղմված օդը ազատելու համար, գործարանը դարձնելով արդյունավետ 70-90 տոկոսով: Դիաբետիկ պահեստավորող բույսերը ջերմությունը տարածում են մթնոլորտ ջերմային միջերկուլատորների միջոցով, և ջերմության մեկ այլ աղբյուր օգտագործվում է տուրբինների համար օդը ազատելու համար, երբ դա անհրաժեշտ է: Վերջապես, կան իզոթերմային պահեստարաններ, որոնք օգտագործում են ջերմափոխանակիչներ ՝ ներքին և արտաքին ջերմաստիճանը հավասար պահելու համար: Սեղմման ընթացքում արտադրվող ջերմությունը կրկին արտանետվում է մթնոլորտ և ջերմության մեկ այլ աղբյուր է բերվում, երբ օդը պետք է արտանետվի: Այս երեք մեթոդներից ընկերությունների մեծ մասն այժմ փորձում է գտնել եղանակներ ՝ պահպանելու սեղմման գործընթացում սկզբում արտադրված ջերմությունը:

Վերջերս Հյուսիսային Ամերիկայի էներգիայի պահպանման երկու ընկերություններ ՝ General Compression- ը և NRStor- ը, աշխատում էին Օնտարիոյում էներգիայի կուտակման առաջարկի մշակման ուղղությամբ ՝ Northwater Capital Management կոչվող ակտիվների կառավարման խմբի աջակցությամբ: CAES- ի առաջարկի նպատակն է օգնել վճարել վճար վճարողների համար `օգտագործելով էներգիայի պահուստ` ցանցում քամու էներգիան ինտեգրելու համար և նաև բեռի հավասարեցում, որի ընթացքում էներգիայի կուտակումը գիշերը, երբ պահանջարկը ընկնում է, այն հետ բերելու նպատակով: առավոտյան ցանցին, երբ պահանջարկը կրկին բարձրանում է: Սա կնվազեցնի հանածո վառելիքի տուրբինների անհրաժեշտությունը:

Ընդհանուր կոմպրեսիոն համակարգի կողմից մշակվել է Ընդհանուր կոմպրեսիոն առաջադեմ էներգիայի պահպանում (GCAES) համակարգը, որը նախատիպով գտնվում է Տեխաս նահանգի Գեյնսում: Սա սնուցվում է 2 Մվտ հզորությամբ հողմային տուրբինով և որպես օդային ջրամբար օգտագործում է ստորգետնյա աղի քարանձավը: Այն կարող է առաքել 1,6 ՄՎտ էներգիա առավելագույնը 150 ժամվա ընթացքում `նախքան վերալիցքավորվելը:

Unfortunatelyավոք, CAES համակարգերի կողմից առաջացած ջերմությունը ստիպում է օդը ընդլայնել, այդպիսով սեղմումը խնդիր դնելով: Ավելին, երբ սեղմված օդը ազատվում է, այն սառչում է, և դա նվազեցնում է առկա էներգիայի քանակը: Կարող է լինել նաև սառույցի կուտակման խնդիր: Բնական գազի այրումը կարող է լուծել այս խնդիրը `տաքացնելով սեղմող օդը, բայց դա ծախսատար է և առաջացնում է ածխաթթու գազ: GCAES համակարգը անդրադառնում է այս խնդիրներին ՝ ջերմությունը գրավելով և պահելով այն լճակում, այն հետագայում օգտագործելով սերնդի ցիկլի ընթացքում թողարկված օդը տաքացնելու համար:

Մինչ այժմ կատարված հաշվարկները ցույց են տվել, որ երկարատև պահեստավորման տեղադրված արժեքը լիթիում-իոնային մարտկոցի պահման արժեքի մեկ տասներորդն է:

Նկարչի տպավորությունը CAES համակարգից, որ Տեխասի Apex CAES ընկերությունը ներկայումս աշխատում է զարգացնել [Image Source: Apex CAES]

Իռլանդիայում վերականգնվող էներգիայի Gaelectric ընկերությունը նախատեսում է կառուցել 300 միլիոն ֆունտ ստեռլինգ CAES կայան, որի համար ստիպված կլինի կառուցել նոր ստորգետնյա աղի քարանձավներ: Այս ծրագիրը որոշակի հակասությունների պատճառ է դարձել ՝ պնդելով, որ ընկերությունը կարող է դրանք օգտագործել նախագծի ավարտից հետո թափոնների հեռացման համար: Այլ մտահոգություններ են առաջ բերվել աղաջրը ծով մղելու առաջարկի վերաբերյալ, ինչը կարող է բացասաբար ազդել ծովային կյանքի վրա: Այնուամենայնիվ, կարող է հավասարապես պատահել, որ այդ մտահոգությունները որոշ չափով մերսվել են տեսողական ազդեցության վերաբերյալ մտահոգված տեղական հակաթարմացվող աղբյուրների քարոզիչների կողմից:

Կալիֆոռնիական LightSail Energy ընկերությունը նույնպես աշխատում է CAES- ի վրա: Համահիմնադիր և գլխավոր գիտնական Դանիել Ֆոնգը ասում է, որ իր ընկերության նպատակն է «արտադրել աշխարհի ամենամաքուր և տնտեսապես էներգախնայող համակարգ»: LightSail Energy- ը մտադիր է դա անել ՝ գրավելով սեղմված գործընթացի արդյունքում առաջացած ավելորդ ջերմությունը, որը նախկինում վատվել է: Դրա մոտեցումը ներառում է էներգիայի պահման տարր և բարձր ճնշման պահուստային տանկեր բնական և արդյունաբերական գազերի համար: Էներգիայի պահեստավորման սարքը դեռ մշակման փուլում է, բայց ընկերությունը մտադիր է վաճառել պահեստային բաքերը բնական գազը բաշխող և վերականգնող լոգիստիկ ընկերություններին, ինչպես նաև սեղմված բնական գազի լիցքավորման կայաններին: Նմանատիպ բաքեր կօգտագործվեն ընկերության էներգիայի կուտակման արտադրանքի մեջ, երբ այն ամբողջությամբ մշակվի և պատրաստ լինի առևտրայնացման: Բնական գազի պահեստարանների հավաքած եկամուտը կօգնի նաև ստեղծել էներգախնայող լուծույթի շահույթ և արտադրական կարողություն:

LiGE- ն մշակում է ցանցից դուրս էներգիայի կուտակման համակարգ, որը հիմնված է CAES- ի վրա և կառուցված է հատուկ պատրաստված բաղադրիչներից: Դրանք ներառում են կառավարման մոնիտորինգի և հաղորդման ծրագրակազմի էլեկտրոնիկան, կոմպոզիտային ճնշման անոթները, որոնք կազմված են «զրոյական հոգնածության» պահանջով և պայթյունավտանգ են: Համակարգը չափում է նաև ջերմությունը, ճնշումը, թրթռումը, հոսքի արագությունը, հոսանքը, լարման և անվտանգության մի շարք միջոցառումներ: Պահպանման համակարգը նախատեսված է խեղաթյուրման դեմ, որովհետև դրան խառնվելու ցանկացած փորձ համակարգը կդադարեցնի և ճնշելու է այն: Համակարգը պահող բեռնարկղի վերաբացման միակ եղանակը կենտրոնական գրասենյակից կանչված LiGE տեխնիկն է: Նմանապես, միայն LiGE տեխնիկները կկարողանան պահպանել և շահագործել այն: Համակարգն օգտագործում է հիմնականում, բայց ոչ բացառապես, արեգակից ստացված էներգիան: Սա քշում է հիդրավլիկ շարժիչ, որն իր հերթին քշում է կոմպրեսոր: Սեղմված օդը պահվում է օդային տանկերի մեջ, և հակադարձ գործողությունը մղում է այլընտրանք, որն էլեկտրաէներգիա է մատակարարում ցանկացած հաստատության, որը ծառայում է էներգիայի կուտակման համակարգին `լինի դա գործարան, թե այլ շենք կամ ցանկացած այլ: LiGE- ի գնահատմամբ `համակարգի արդյունավետությունը գերազանցում է 90 տոկոսը: Բացի ցանցային դերում ծառայելուց, այն կարող է օգտագործվել նաև անխափան էլեկտրասնուցման համար:

Էներգիայի պահպանումը, ցանկացած ձևով, ստիպված կլինի կենսական դեր ունենալ մեր էներգետիկ ցանցերում, քանի որ ավելի շատ էներգիա է առաջանում վերականգնվող աղբյուրներից: Օրինակ, գնահատվել է, որ Մեծ Բրիտանիան պետք է պահպանի մոտ 200 ԳՎտժ էլեկտրաէներգիա մինչև 2020 թվականը: CAES- ն ավելի ու ավելի է կարծես, որ դա կարող է դառնալ հենց դա անելու շատ կենսունակ և պարբերաբար օգտագործվող մեթոդ:


Դիտեք տեսանյութը: güneş enerjisi elektrik satışı ne kadar kazandım ağustos 2019 (Հուլիսի 2021).