Hybride opslag van gecomprimeerde lucht en thermische energie bij infrastructuur na het minderen

Wetenschappers in Polen hebben gecomprimeerde opslagtechnologie voor luchtenergie ontwikkeld met behulp van thermische energieopslagsystemen (TES) ingebed in verlaten mijnschachten. Het systeem werkt zonder een externe warmtebron en maakt gebruik van een luchtcompressor, een persluchtopslagtank met een ingebouwd thermische energieopslagsysteem en een luchtuitbreiding.

Een team van wetenschappers van de SileSian University of Technology in Polen heeft gecomprimeerde Air Energy Storage Technology (CAES) ontwikkeld, dat gebruik maakt van thermische energieopslagsystemen (TE's) ingebouwd in verlaten mijnen om persluchttanks efficiënt hergebruiken te hergebruiken. "Ons opslagconcept is bedoeld om de ondergrondse infrastructuur na mijnbouw te hergebruiken en te beschermen, wat vaak onherstelbaar wordt beschadigd na het afsluiten van de mijnen," zei Lukasz Bartela, correspondent voor PV Magazine, auteur van de studie.

De groep is van mening dat mijnbouwgebieden het potentieel hebben om lage kosten voor energie -infrastructuur te bieden. "De mijnen bevinden zich vaak in de buurt van energiecentrales en/of distributiestations," zeiden de onderzoekers. “Dit maakt het mogelijk om de bestaande roosterverbindingsinfrastructuur te gebruiken. Bovendien vermindert de nabijheid van sterk ontwikkelde industriële gebiedenverliezen voor stroomoverdracht. Het is niet nodig om bovengrondse opslagtanks te bouwen voor thermische energiecentrales, die de beperkte beschikbare ruimte besparen."

Het systeem werkt zonder het gebruik van een externe warmtebron en maakt gebruik van een luchtcompressor, een gecomprimeerde luchtopslagtank met ingebouwde thermische energieopslag en een luchtuitbreiding. Systeemelementen kunnen één podium of tweetrap zijn.

In de voorgestelde configuratie van het systeem is de TPP-tank ingebouwd en verbonden met de concentrator. Dit helpt om warmteverlies te verminderen, zelfs als de warmte het opslagmateriaal verlaat en door de lucht in de astank gaat. Het TPP -systeem past zich aan de geometrie van de mijn aan, waardoor het warmteoverdrachtsveld wordt verminderd, wat een positief effect heeft op de energie -efficiëntie van het warmteopslagproces.

"Het grootste voordeel van het plaatsen van het TES-systeem in het volume van een druktank is de mogelijkheid om een ​​dunwandige schaalstructuur te gebruiken die het materiaal herbergt voor het opslaan van thermische energie," verklaarde Bartela. "Dit kan de kosten van het CHP -systeem aanzienlijk verlagen."

Om de tank in secties te verdelen, worden stalen cilinders met een geperforeerde bodem gebruikt, waardoor het gemakkelijk te installeren is en de laag warmte-absorberend materiaal periodiek inspecteert. "Communicatie tussen secties zal mogelijk zijn met behulp van ladders, die ook deel uitmaken van het verticale positioneringssysteem van TES," merkten de wetenschappers op.

Tijdens de laadfase wordt elektriciteit gebruikt om de compressor aan te drijven. Hybride ondergrondse systemen leveren hete gecomprimeerde lucht aan de tank via een inlaatleidingen met ingebouwde afsluitkleppen. De lucht gaat vervolgens door het TES -systeem en verwarmt het opgeslagen materiaal.

Tijdens de losfase passeert lucht het TES -systeem en verwijdert het warmte van het opgebouwde materiaal. De hete lucht komt vervolgens een expander binnen, die een generator drijft om elektriciteit te genereren. "Het is voordelig om het TES -apparaat te vullen met een voldoende volume geschikt thermisch opslagmateriaal om warmte te absorberen, wat belangrijk is voor een hoge koeling van de opgeslagen lucht," benadrukte de groep. "Door de temperatuur van de lucht in de opslag te beperken die in contact staat met de ondergrondse tankschaal, zal warmteverlies worden verminderd, wat de energieopslagefficiëntie van het CAES -systeem zal verhogen."

Ze berekenden een persluchtopslagcapaciteit van 60.000 kubieke meter en een maximale druk van 5 megapascals (MPA). Op basis hiervan berekenden ze dat de faciliteit een energieopslagcapaciteit zou hebben van 140 MWh met een retourefficiëntie van ongeveer 70 procent en een opslagtank met een energie -efficiëntie van 95 procent.

Ze leggen ook uit dat in speciale gevallen de luchtdruk kan worden gehandhaafd op een niveau van maximaal 8 MPa, afhankelijk van de specifieke kenmerken van de mijn. "In dit geval kan de energiecapaciteit van het systeem hoger zijn dan 200 MWh", benadrukt Bartela. "Vanuit economisch oogpunt zou het het meest voordelig zijn om gewone rotsen in het TES -systeem te gebruiken, zoals graniet of basalt. Er wordt momenteel echter onderzoek naar alternatieve synthetische materialen uitgevoerd aan de Silezische Universiteit van Technology."

De groep presenteerde het concept van energieopslag in een onderzoek dat onlangs is gepubliceerd in het Energy Storage Journal ter evaluatie van het energiepotentieel van een adiabatisch post-oogst gecomprimeerd luchtenergieopslagsysteem op basis van een nieuw thermisch energieopslagsysteem. "Momenteel werken we alleen aan het optimaliseren van het ontwerp van de warmteopslagtank, die de kosten van de CHP -modules kan verlagen," concludeert Bartela.

Volgens de groep heeft Polen 139 actieve kolenmijnen en 34 actieve koper- en rotszoutmijnen. Er zijn momenteel plannen om te ontmantelen 39, waarvan ongeveer de helft wordt gebruikt voor het pompen van water. De diepste mijn heeft een diepte van meer dan 1300 meter.

Deze inhoud is auteursrechtelijk beschermd en mag niet worden hergebruikt. Als u met ons wilt samenwerken en een deel van onze inhoud wilt hergebruiken, neem dan contact op met editors@pv-magazine.com.

Ik wil graag helpen met dit project en mastertechnologieën in een woonstad.

Door dit formulier in te dienen, gaat u akkoord met het gebruik van uw gegevens door PV Magazine om uw opmerkingen te publiceren.

Uw persoonlijke gegevens worden alleen bekendgemaakt of anderszins gedeeld met derden voor spamfiltering of indien nodig voor het onderhoud van de website. Er zullen geen andere overdrachten aan derden worden gedaan, tenzij gerechtvaardigde wetgeving inzake gegevensbescherming of PV Magazine wettelijk vereist is om dit te doen.

U kunt deze toestemming op elk gewenst moment in de toekomst intrekken, in welk geval uw persoonlijke gegevens onmiddellijk worden verwijderd. Anders worden uw gegevens verwijderd als het PV -logboek uw verzoek heeft verwerkt of is aan het gegevensopslagdoel is voldaan.

De cookie -instellingen op deze website zijn ingesteld om "cookies toe te staan" om u de beste browse -ervaring te geven. Als u deze website blijft gebruiken zonder uw cookie -instellingen te wijzigen of hieronder op "Accepteren" te klikken, gaat u hieronder akkoord.