211service.com
System sprężonego powietrza może wspomóc energetykę wiatrową
SustainX , start-up w Zachodnim Libanie w stanie New Hampshire, otrzymał 20 milionów dolarów kapitału podwyższonego ryzyka, aby przetestować swoją technologię magazynowania energii sprężonym powietrzem na dużą skalę.
Technologia mogłaby pozwolić na szersze wykorzystanie magazynowania sprężonego powietrza, co z kolei mogłoby uatrakcyjnić energię odnawialną, ponieważ umożliwiłaby magazynowanie energii wiatrowej wytwarzanej w nocy do godzin dziennych, kiedy zapotrzebowanie jest wyższe . Jeśli to się powiedzie, technologia może zmniejszyć potrzebę budowy elektrowni gazu ziemnego w celu zaspokojenia szczytowego zapotrzebowania na moc.
Potrzeba magazynowania rośnie, ponieważ rządy nakazują stosowanie większej ilości energii odnawialnej. SustainX zademonstrował 40-kilowatowy prototyp i obecnie finalizuje jednomegawatowy system, który ma zostać wdrożony w przyszłym roku w firmie energetycznej AES.
W konwencjonalnym magazynowaniu sprężonego powietrza energia elektryczna jest wykorzystywana do sprężania powietrza, które jest magazynowane w podziemnych kawernach lub warstwach wodonośnych. Powietrze to jest następnie uwalniane, aby napędzać turbinę-generator, aby w razie potrzeby wytwarzać energię elektryczną. Takie przechowywanie kosztuje mniej więcej jedną dziesiątą tego, co kosztuje przechowywanie baterii, ale jest rzadko używane, ponieważ w dużej mierze wymaga lokalizacji z podziemnej przestrzeni magazynowej. System SustainX eliminuje ten problem, ponieważ może efektywnie wykorzystywać naziemne zbiorniki magazynowe zamiast kawern.
Przechowywanie sprężonego powietrza w zbiornikach naziemnych jest niepraktyczne w przypadku konwencjonalnego systemu opartego na turbinie ze względu na duży rozmiar i koszt zbiorników. Technologia SustainX obniża koszt zbiorników i inne koszty kapitałowe. Zajmujemy się naziemnym magazynowaniem energii sprężonym powietrzem po cenach podziemnych, mówi współzałożyciel i wiceprezes Dax Kepshire.
Firma obniża koszty, wykorzystując do wytwarzania energii elektrycznej tłoki, a nie turbiny. Turbiny gazowe mogą wytwarzać energię elektryczną tylko z wąskiego zakresu ciśnień powietrza. Tłoki mogą działać w większym zakresie, a ponieważ powietrze może być bardziej sprężone, system może przechowywać więcej energii. Co więcej, tłoki pracują dobrze po tym, jak ciśnienie w zbiorniku spadło zbyt nisko, aby napędzać turbinę.
Firma poprawia również wydajność systemu, zwiększając ilość wytwarzanej energii elektrycznej. W konwencjonalnych systemach ciepło generowane przez sprężone powietrze jest tracone do atmosfery. Aby wytworzyć energię elektryczną, zimne, sprężone powietrze musi być podgrzewane w miarę rozszerzania się, co wymaga paliwa.
Technologia SustainX znacznie zmniejsza tę utratę ciepła. Spręża powietrze, wykorzystując energię elektryczną do napędzania tłoków wewnątrz cylindrów. Aby uwolnić energię, rozprężające się powietrze napędza tłoki w odwrotnym kierunku, co napędza generator. Delikatny strumień wody wewnątrz cylindrów pochłania ciepło powstałe podczas kompresji. Gorąca woda jest magazynowana i rozpylana z powrotem do cylindrów podczas rozprężania, więc system nie potrzebuje dodatkowego paliwa do ogrzania powietrza. Rozpylona woda zwiększa wydajność energetyczną procesu z 54 do 95 procent, mówi współzałożyciel firmy Ben Bollinger.
Kepshire twierdzi, że system może dostarczać energię za mniej niż elektrownie gazowe wykorzystywane do dostarczania energii elektrycznej w szczytowym zapotrzebowaniu.
SustainX jest jedną z nielicznych firm zajmujących się izotermiczną technologią magazynowania sprężonego powietrza. Inny ważny gracz w tej dziedzinie, z siedzibą w Newton w stanie Massachusetts Kompresja ogólna , niedawno zebrał ponad 50 milionów dolarów na swój system, który wykorzystuje turbinę wiatrową do zasilania sprężarki i zespołu rozprężania powietrza. Na świecie działają tylko dwie działające instalacje magazynowania energii sprężonego powietrza, jedna w Alabamie i jedna w Niemczech, o łącznej mocy 440 megawatów. Dwa projekty są w trakcie budowy w Stanach Zjednoczonych: 300-megawatowy obiekt w Kern County w Kalifornii i 145-megawatowy obiekt w Watkins Glen w stanie Nowy Jork.
Izotermiczne magazynowanie sprężonego powietrza może być bardziej energooszczędne niż konwencjonalne systemy, ale demonstracje na pełną skalę będą tego dowodem, mówi Mark Johnson, dyrektor programowy w Agencji Energii ds. Zaawansowanych Projektów Badawczych Departamentu Energii USA. Jak mówi, może minąć pięć lat lub dłużej, zanim takie systemy okażą się ekonomiczne i znajdą szerokie zastosowanie.
Robert Schainker, starszy dyrektor techniczny w Instytut Badawczy Energetyki w Palo Alto w Kalifornii mówi, że przechowywanie naziemne będzie ograniczone do mniej niż czterech godzin przechowywania – w przypadku większych ilości przechowywania ekonomia wygląda lepiej w przypadku podziemnych jaskiń. Dodanie kilowatogodziny magazynowania do jaskini może kosztować 2 dolary, w porównaniu do 250 dolarów za dodanie kilowatogodziny zbiorników magazynowych.