Industriële energieopslagapparaten

Vroeger werd de elektrische energie uit waterkrachtcentrales direct geleverd aan de consument: lampen brandden, motoren liepen. Nu de mogelijkheden voor energieopwekking tegenwoordig echter enorm zijn uitgebreid, is de kwestie van efficiënte manieren om opgewekte energie op te slaan op veel manieren serieus aan de orde gesteld, waaronder verschillende hernieuwbare bronnen.

Zoals u weet, besteedt de mensheid overdag veel meer energie dan 's nachts. De uren van piekbelasting in steden vallen in strikt gedefinieerde ochtend- en avonduren, terwijl opwekkingsinstallaties (vooral zon, wind, enz.) een bepaald gemiddeld vermogen genereren dat aanzienlijk varieert op verschillende tijdstippen van de dag en afhankelijk van de weersomstandigheden.

In dergelijke omstandigheden is het voor energiecentrales geen slecht idee om een ​​soort back-up elektriciteitsopslag te hebben die op elk moment van de dag het benodigde vermogen kan leveren. Laten we eens kijken naar enkele van de beste technologieën om dit probleem op te lossen.

Hydraulische energieopslag

De oudste methode die tot op de dag van vandaag zijn relevantie niet heeft verloren. Twee grote watertanks bevinden zich boven elkaar. Het water in de bovenste tank heeft, zoals elk object dat naar een hoogte is gebracht, een hogere potentiële energie dan het water in de onderste tank.

Wanneer het stroomverbruik van de energiecentrale laag is, wordt op dat moment water door pompen in het bovenste reservoir gepompt. Tijdens piekuren, wanneer de installatie gedwongen wordt om veel stroom aan het net te leveren, wordt het water uit de bovenste tank omgeleid door de turbine van de hydrogenerator, waardoor meer vermogen wordt gegenereerd.

In Duitsland worden projecten van dit type hydroaccumulatoren ontwikkeld voor hun latere plaatsing op de locaties van oude kolenmijnen, evenals op de bodem van de oceaan in speciaal hiervoor gecreëerde bolvormige magazijnen.

Energieopslag in de vorm van perslucht

Net als een samengedrukte veer kan perslucht die in een cilinder wordt geïnjecteerd energie in potentiële vorm opslaan. De technologie is lange tijd door ingenieurs uitgebroed, maar werd vanwege de hoge kosten niet geïmplementeerd. Maar al zeer hoge niveaus van energieconcentratie zijn haalbaar tijdens adiabatische gascompressie met speciale compressoren.

Het idee is dit: tijdens normaal bedrijf pompt een pomp lucht in de tank en tijdens piekbelastingen komt perslucht onder druk uit de tank en laat de turbine van de generator draaien. Er zijn verschillende vergelijkbare systemen in de wereld, waarvan een van de grootste ontwikkelaars het Canadese bedrijf Hydrostar is.

Gesmolten zout als thermische accumulator

Zonnepanelen Het is niet het enige hulpmiddel om de stralingsenergie van de zon om te zetten.Infraroodstraling van de zon kan, mits goed geconcentreerd, zout en zelfs metaal verhitten en doen smelten.

Dit is hoe zonnetorens werken, waarbij veel reflectoren de zonne-energie naar een zouttank leiden die bovenop een toren in het midden van het station is gemonteerd. Het gesmolten zout geeft vervolgens warmte af aan het water, dat verandert in stoom die de turbine van de generator laat draaien.

Voordat de warmte wordt omgezet in elektriciteit, wordt deze dus eerst opgeslagen in een thermische accumulator op basis van gesmolten zout, een technologie die bijvoorbeeld in de Verenigde Arabische Emiraten is toegepast. Georgia Tech heeft een nog efficiënter apparaat ontwikkeld voor thermische opslag van gesmolten metaal.

Chemische batterijen

Lithium batterijen voor windenergiecentrales — dit is dezelfde technologie als batterijen voor smartphones en laptops, alleen zullen er duizenden van dergelijke "batterijen" in de opslag voor de energiecentrale zitten. De technologie is niet nieuw, het wordt tegenwoordig in de VS gebruikt. Een recent voorbeeld van zo'n 4 MWh-installatie is de recent gebouwde door Tesla in Australië. Het station kan een maximaal vermogen van 100 MW aan de belasting leveren.

Lekkende chemische accumulatoren

Als bij conventionele batterijen de elektroden niet bewegen, werken bij stroombatterijen de geladen vloeistoffen als elektroden. Twee vloeistoffen bewegen door een membraanbrandstofcel waarin ionische interactie van vloeistofelektroden plaatsvindt en elektrische ladingen van verschillende tekens in de cel worden gegenereerd zonder de vloeistoffen te mengen. Stationaire elektroden zijn in de cel gemonteerd om de aldus geladen elektrische energie aan de belasting te leveren.

Dus, als onderdeel van het brine4power-project in Duitsland, is het de bedoeling om tanks met elektrolyten (vanadium-, zoutwater-, chloor- of zinkoplossing) ondergronds te installeren, en een stroombatterij van 700 MWh zal in lokale grotten worden geplaatst. Het belangrijkste doel van het project is om de distributie van hernieuwbare energie gedurende de dag in evenwicht te brengen om stroomuitval als gevolg van gebrek aan wind of bewolkt weer te voorkomen.

Super vliegwiel dynamische opslag

Het principe is gebaseerd op het eerst omzetten van elektriciteit — in de vorm van kinetische energie van de rotatie van het supervliegwielen, indien nodig, terug in elektrische energie (het vliegwiel draait de generator).

Aanvankelijk wordt het vliegwiel versneld door een motor met laag vermogen totdat het belastingsverbruik piekt, en wanneer de belasting piekt, kan de door het vliegwiel opgeslagen energie met vele malen meer vermogen worden geleverd. Deze technologie heeft geen brede industriële toepassing gevonden, maar wordt als veelbelovend beschouwd voor gebruik in krachtige ononderbroken stroombronnen.