Penyimpanan hibrid udara termampat dan tenaga terma dalam infrastruktur pasca perlombongan

Para saintis di Poland telah membangunkan teknologi penyimpanan tenaga udara termampat menggunakan Sistem Penyimpanan Tenaga Termal (TEs) yang tertanam dalam aci lombong yang ditinggalkan. Sistem ini beroperasi tanpa sumber haba luaran dan menggunakan pemampat udara, tangki penyimpanan udara termampat dengan sistem penyimpanan tenaga terma terbina dalam, dan pengangkut udara.

Satu pasukan saintis dari Universiti Teknologi Silesian di Poland telah membangunkan Teknologi Penyimpanan Tenaga Udara Mampat (CAES), yang menggunakan Sistem Penyimpanan Tenaga Thermal (TEs) yang dibina ke dalam lombong terbengkalai untuk mengemukakan semula tangki udara termampat dengan cekap. "Konsep penyimpanan kami bertujuan untuk menggunakan semula dan melindungi infrastruktur bawah tanah selepas perlombongan, yang sering tidak rosak selepas penutupan lombong," kata Lukasz Bartela, koresponden untuk majalah PV, pengarang kajian.

Kumpulan percaya bahawa kawasan perlombongan mempunyai potensi untuk menyediakan infrastruktur tenaga kos rendah. "Lombong sering terletak berhampiran loji kuasa dan/atau stesen pengedaran," kata para penyelidik. "Ini memungkinkan untuk menggunakan infrastruktur sambungan grid yang sedia ada. Di samping itu, berdekatan dengan kawasan perindustrian yang sangat maju mengurangkan kerugian penghantaran kuasa.

Sistem ini beroperasi tanpa menggunakan sumber haba luaran dan menggunakan pemampat udara, tangki penyimpanan udara termampat dengan penyimpanan tenaga terma terbina dalam dan pengangkut udara. Unsur-unsur sistem boleh menjadi satu peringkat atau dua peringkat.

Dalam konfigurasi sistem yang dicadangkan, tangki TPP terbina dalam dan disambungkan kepada concentrator. Ini membantu mengurangkan kehilangan haba walaupun haba meninggalkan bahan penyimpanan dan melalui udara di dalam tangki aci. Sistem TPP menyesuaikan diri dengan geometri lombong, mengurangkan medan pemindahan haba, yang mempunyai kesan positif terhadap kecekapan tenaga proses penyimpanan haba.

"Kelebihan terbesar meletakkan sistem TES dalam jumlah tangki tekanan adalah kemungkinan menggunakan struktur shell berdinding nipis yang menempatkan bahan untuk menyimpan tenaga haba," jelas Bartela. "Ini dapat mengurangkan kos sistem CHP."

Untuk membahagikan tangki ke dalam bahagian, silinder keluli dengan bahagian bawah berlubang digunakan, yang menjadikannya mudah dipasang dan secara berkala memeriksa lapisan bahan penyerap haba. "Komunikasi antara bahagian -bahagian akan dapat dilakukan dengan bantuan tangga, yang juga merupakan sebahagian daripada sistem kedudukan menegak TES," kata para saintis.

Semasa fasa pengecasan, elektrik digunakan untuk memacu pemampat. Sistem bawah tanah hibrid membekalkan udara termampat panas ke tangki melalui paip masuk dengan injap penutup terbina dalam. Udara kemudian melalui sistem TES, memanaskan bahan yang disimpan.

Semasa fasa pemunggahan, udara melalui sistem TES, mengeluarkan haba dari bahan terkumpul. Udara panas kemudian memasuki expander, yang mendorong penjana untuk menjana elektrik. "Adalah berfaedah untuk mengisi peranti TES dengan jumlah bahan penyimpanan terma yang sesuai untuk menyerap haba, yang penting untuk penyejukan udara yang disimpan," kata kumpulan itu. "Dengan mengehadkan suhu udara dalam penyimpanan yang bersentuhan dengan shell tangki bawah tanah, kehilangan haba akan dikurangkan, yang akan meningkatkan kecekapan penyimpanan tenaga sistem CAES."

Mereka mengira kapasiti penyimpanan udara termampat sebanyak 60,000 meter padu dan tekanan maksimum 5 megapascals (MPA). Berdasarkan ini, mereka mengira bahawa kemudahan itu akan mempunyai kapasiti penyimpanan tenaga sebanyak 140 MWh dengan kecekapan perjalanan bulat kira -kira 70 peratus dan tangki penyimpanan dengan kecekapan tenaga sebanyak 95 peratus.

Mereka juga menjelaskan bahawa dalam kes -kes khas, tekanan udara dapat dikekalkan pada tahap sehingga 8 MPa, bergantung kepada ciri -ciri khusus lombong. "Dalam kes ini, kapasiti tenaga sistem boleh melebihi 200 MWh," tegas Bartela. "Dari sudut pandang ekonomi, adalah yang paling bermanfaat untuk menggunakan batu biasa dalam sistem TES, seperti granit atau basalt. Namun, penyelidikan ke dalam bahan sintetik alternatif sedang dijalankan di Universiti Teknologi Silesian."

Kumpulan ini membentangkan konsep penyimpanan tenaga dalam kajian yang baru-baru ini diterbitkan dalam Jurnal Penyimpanan Tenaga yang menilai potensi tenaga sistem penyimpanan tenaga udara yang dituai pasca panen adiabatik berdasarkan sistem penyimpanan tenaga terma baru. "Pada masa ini, kami hanya berusaha mengoptimumkan reka bentuk tangki penyimpanan haba, yang dapat mengurangkan kos modul CHP," kata Bartela.

Menurut kumpulan itu, Poland mempunyai 139 lombong arang batu aktif dan 34 tembaga aktif dan lombong garam batu. Pada masa ini terdapat rancangan untuk menghapuskan 39, kira -kira separuh daripadanya digunakan untuk mengepam air. Tambang terdalam mempunyai kedalaman lebih dari 1300 meter.

Kandungan ini berhak cipta dan mungkin tidak digunakan semula. Jika anda ingin bekerjasama dengan kami dan gunakan semula beberapa kandungan kami, sila hubungi editors@pv-magazine.com.

Saya ingin membantu projek ini dan teknologi induk di bandar kediaman.

Dengan mengemukakan borang ini, anda bersetuju dengan penggunaan data anda oleh majalah PV untuk menerbitkan komen anda.

Data peribadi anda hanya akan didedahkan atau dikongsi dengan pihak ketiga untuk tujuan penapisan spam atau yang diperlukan untuk penyelenggaraan Laman Web. Tiada pemindahan lain kepada pihak ketiga akan dibuat melainkan dibenarkan oleh undang -undang perlindungan data yang berkenaan atau majalah PV diperlukan oleh undang -undang untuk berbuat demikian.

Anda boleh membatalkan persetujuan ini pada bila -bila masa pada masa akan datang, di mana data peribadi anda akan dipadamkan dengan segera. Jika tidak, data anda akan dipadamkan jika log PV telah memproses permintaan anda atau tujuan penyimpanan data telah dipenuhi.

Tetapan kuki di laman web ini ditetapkan untuk "membenarkan kuki" memberi anda pengalaman melayari terbaik. Jika anda terus menggunakan laman web ini tanpa menukar tetapan kuki anda atau klik "Terima" di bawah, anda bersetuju dengan ini.