211service.com
Skroplone powietrze może zasilać samochody i magazynować energię ze słońca i wiatru
Niektórzy inżynierowie odkurzają stary pomysł na przechowywanie energii — wykorzystując energię elektryczną do skraplania powietrza przez schłodzenie go do prawie 200 °C poniżej zera. Gdy potrzebna jest energia, skroplone powietrze może się ogrzać i rozprężać, napędzając turbinę parową i generator.
Chłodnia: Zbiornik po prawej stronie przechowuje powietrze schłodzone do ekstremalnie niskich temperatur, w których jest cieczą, a nie gazem. Gdy się rozgrzeje, rozszerza się i może napędzać turbinę parową w pojemniku po lewej stronie.
Koncepcja jest oceniana przez garstkę firm produkujących skroplony azot jako sposób na magazynowanie energii z nieciągłych odnawialnych źródeł energii. Skroplone powietrze może być również wykorzystywane do napędzania tłoków w silnikach pojazdów niskoemisyjnych.
Jedna firma, Przechowywanie energii Highview z Londynu, zebrał 18 milionów dolarów i zbudował pilotażowy zakład, który będzie wykorzystywał ciekłe powietrze do magazynowania energii z sieci. Highview nawiązał współpracę z nóż , duża firma zajmująca się gazem przemysłowym, aby pomóc w rozwoju technologii. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, rząd Wielkiej Brytanii może sfinansować rozwój większej elektrowni, która może zapewnić jej rentowność komercyjną. Tymczasem doradztwo inżynieryjne Richard opracowuje dwa typy silników, które mogą wykorzystywać ciekły azot, w oparciu o technologię z spin-offu Highview Power o nazwie Dearman Engine.
Magazynowanie dla sieci energetycznej staje się coraz ważniejsze w miarę wzrostu wykorzystania energii odnawialnej. W najbliższym czasie elektrownie na gaz ziemny i szybko reagujące technologie magazynowania, takie jak akumulatory, mogą utrzymać stabilność sieci (patrz Turbiny wiatrowe, Akumulator w zestawie, Może utrzymać stabilne źródła zasilania). Ale jeśli odnawialne źródła energii mają osiągnąć bardzo dużą skalę lub jeśli chcemy ograniczyć wykorzystanie rezerwowych elektrowni na paliwa kopalne, potrzebne będą technologie, które będą w stanie przechowywać energię na godziny lub dni.
W tym wysiłku kluczem są koszty. Kiedy patrzymy na mechanizmy magazynowania energii, szukamy czegoś, co jest oparte na wyjątkowo tanich materiałach i bardzo prostych procesach, które możemy wykonywać hurtowo, mówi haresz kamat , menedżer programu magazynowania energii w Instytut Badawczy Energetyki . I to z pewnością pasuje do rachunku.
Pomysł narodził się w latach 90. XIX wieku, kiedy wynalazca nazwiskiem Charles Tripler zdeklarowany że opracował bardzo tani sposób na ochłodzenie powietrza, aż stanie się cieczą. Pokazał również, że skroplone powietrze można wykorzystać do uruchomienia silnika parowego. Tripler cieszył się wówczas dużym zainteresowaniem prasy i był w stanie zebrać dużą sumę pieniędzy na wprowadzenie technologii na rynek. To w końcu stało się jasne jednak szczególnie po inwestorach zgubili koszule , że przesadził z zaletami swojego podejścia. Od tego czasu proces skraplania powietrza stał się znacznie wydajniejszy, a potrzeba nowych opcji magazynowania energii zmusiła do ponownego spojrzenia.
Proces Highview Power jest wydajny od 50 do 60 procent — płynne powietrze może wytworzyć nieco ponad połowę energii elektrycznej potrzebnej do jego wytworzenia. Natomiast akumulatory mogą mieć ponad 90 procent wydajności. Ale nowy proces może zrekompensować swoją nieefektywność, wykorzystując ciepło odpadowe z innych procesów (patrz Audi, aby wytwarzać paliwo przy użyciu energii słonecznej). Highview wykazał, że niskotemperaturowe ciepło odpadowe z elektrowni lub nawet centrów danych może być wykorzystywane do ogrzewania skroplonego powietrza. System może również działać przez dziesięciolecia, podczas gdy baterie zwykle trzeba wymieniać co kilka lat. Ta długowieczność może pomóc w obniżeniu kosztów całkowitych.
Kilka firm opracowuje sposoby poprawy wydajności sprężania powietrza, co może również zwiększyć wydajność procesu skraplania (patrz LightSail Energy Snags 37 mln USD na finansowanie i system sprężonego powietrza może pomóc w energetyce wiatrowej). Skroplone powietrze ma około cztery razy większą gęstość energii niż sprężone powietrze, a przechowywanie go na dużą skalę zajmuje mniej miejsca.
Ciekłe powietrze może również przydać się w samochodach osobowych i ciężarowych. Wynalazca o imieniu Piotra Dearmana stworzył kompaktowy system, który zamiast polegać na dużych wymiennikach ciepła, wykorzystuje płyn niezamarzający wtryskiwany do komory spalania silnika w celu odzyskania ciepła, które w innym przypadku zostałoby zmarnowane. Zbudował zrujnowany prototyp i pokazał, że może: napędzać samochód . Ricardo pracuje nad wersją, która mogłaby zostać skomercjalizowana.
Ciekłe powietrze magazynuje energię zbliżoną do gęstości akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych i niektórych akumulatorów litowo-jonowych, stosowanych obecnie w samochodach hybrydowych i elektrycznych. Ale ma kluczową zaletę — można go wlać do zbiornika paliwa znacznie szybciej niż naładować akumulator, mówi Andrzeja Atkinsa , starszy technolog w Ricardo. Silnik pracowałby na ciekłym azocie — zasadniczo ciekłym powietrzu z usuniętym tlenem — i emitowałby tylko azot. Emisje węgla związane z silnikiem będą zależeć od źródła zasilania używanego do skraplania azotu. Ricardo opracowuje również silnik wysokoprężny, który jest wzbogacony ciekłym azotem, aby poprawić jego wydajność o około 50 procent.