Hvordan Komprimeret Luft Kunne Fremtvinge Fremtiden

{h1}

Vedvarende energi som vind kan ikke levere en konstant strøm af strøm, men trykluftens energilagring kan virke som et stort batteri for at udjævne svingningerne.

Redaktørens note: Hver onsdag vil WordsSideKick.com undersøge levedygtigheden af ​​nye energiteknologier - fremtidens kraft. Dette er den første rate.

Vindkraft er upålidelig. Ingen kan slå vinden op hver gang elektricitet efterspørger toppe. Så nogle hjælpeprogrammer ser på måder at flaske op vindens energi og gemme den under jorden til senere brug.

"Vinden springer meget om 2 om morgenen, så det giver mening at gemme det og bruge det om 5 om eftermiddagen, når alle kommer hjem fra arbejde", sagde Georgianne Peek fra Sandia National Laboratories i New Mexico.

Opbevaring af trykluftopvarmning (CAES) bruger spidsbelastning fra vindmølleparker eller andre kilder til at pumpe luft under jorden. Højtryksluften fungerer som et stort batteri, der kan frigives efter behov for at dreje en gasturbine og lave strøm.

En stor del af inputenergien går imidlertid tabt i denne proces, hvilket gør CAES til en af ​​de mindst effektive lagringsteknologier til rådighed.

"Ingen ønsker virkelig at gemme elektricitet, medmindre de skal," sagde Roland Marquardt fra RWE Power, et tysk forsyningsselskab.

Så meddelte RWE og General Electric (GE) for nylig planer om at udvikle en ny type CAES-teknologi, der vil være mere effektiv, samt at have nul drivhusgasemissioner.

Opbevarer væk

Lagring af off-peak elektricitet er ikke ny. Langt den mest almindelige metode er at pumpe vand op til et forhøjet reservoir og derefter slippe det for at køre en elektrisk generator, når efterspørgslen kræver det.

Når disse "pumpede" er blevet pumpet, kan de levere 1.000 megawatt kraft i flere timer, hvoraf ca. 300 findes over hele verden. Der er dog få steder tilbage med tilgængeligt vand og den rigtige topografi, sagde Marquardt.

CAES kan levere omkring 100 megawatt strøm i flere timer, og de nødvendige geologiske formationer (forladte miner, saltgrotter, akviferer) findes over hele verden.

Andre lagerenheder, som batterier og svinghjul, kan ikke opbevare næsten samme mængde energi og er meget dyrere at installere end CAES.

I øjeblikket findes kun to operative CAES-faciliteter i Tyskland og Alabama. De bruger hver især salthule med flere hundrede tusinde kubikmeter plads (omtrent mængden af ​​100 olympiske svømmebassiner).

Ved hjælp af off-peak elektricitet komprimeres luften til ca. 1000 psi (eller 70 gange atmosfærisk tryk), som hæver temperaturen til mere end 600 grader Celsius (1.100 grader Fahrenheit). Dette er alt for varmt til at pumpe under jorden, så luften afkøles til ca. 50 grader Celsius (120 grader Fahrenheit).

Desværre skal luften genopvarmes ved frigivelse for at dreje en turbine. Denne ekstra genopvarmningsenergi (normalt forsynet med brændende naturgas) betyder, at CAES har en relativt lav effektivitet på ca. 50 procent. For hver kilowatt-times energi, der går ind, kan kun 0,5 kilowatt-time energi tages ud.

"CAES er en velkendt teknik, men det er ikke kommercielt levedygtigt i øjeblikket på grund af dets lave effektivitet," sagde Marquardt.

Holde varmen

For at forbedre effektiviteten arbejder RWE og GE på et nyt design kaldet avanceret adiabatisk CAES (AA-CAES), hvor varmen, der fjernes fra luften under kompression, opbevares og senere bruges til at genopvarme gassen, når den udledes.

"I dette tilfælde er luften varm nok til at køre en luftturbine uden brug af forbrændingsgasser," sagde Marquardt.

Effektiviteten kan øges til 70 procent, og hvis det kombineres med vindkraft, vil et AA-CAES-system ikke frigive kuldioxid, en stor drivkraft for global opvarmning.

RWE og GE foretager i øjeblikket en gennemførlighedsundersøgelse, der især ser på, hvilket materiale der vil være bedst til opbevaring af den enorme varme. Marquardt mener, at det sandsynlige valg vil være keramisk mursten, men en mulig alternativ løsning er en seng af stensten.

Når først de tekniske vanskeligheder er udstrålet, forventer Marquardt et første demonstrationsprojekt - der leverer ca. 30 megawatt strøm - engang omkring 2012. Det fremtidige mål er at have en AA-CAES-facilitet, der kan levere 10 gange det.

Grøn-enabling

I USA overvejes traditionelle CAES af flere virksomheder, men kun et nyt projekt, Iowa Storage Energy Park (ISEP), er i designfasen. Finansieret af en gruppe kommunale forsyningsvirksomheder ville ISEP lagre tilstrækkelig vind og off-peak energi til at levere 270 megawatt strøm i 16 timer hver dag.

Fordi CAES kan stabilisere effekten fra en variabel kilde, kan det medvirke til at gøre vindenergien mere attraktiv. Men CAES "behøver ikke at blive koblet med vedvarende energikilder til at være en grøn teknologi," sagde Peek.

Hun forklarede, at CAES også kan gemme off-peak elektricitet fra traditionelle kulfyrede kraftværker. Dette gør det muligt for planterne at køre med et stabilt optimalt tempo, snarere end at rampe op og ned for at imødekomme forbrugernes efterspørgsel. Og dette stabile tempo betyder mindre kuldioxidemissioner.

"Jeg kan godt sige, at CAES er en grønnet teknologi," sagde Peek.

  • Video: Det næste trin i alternativ brændstof
  • 10 teknologier, der vil transformere dit liv
  • Store opfindelser: Quiz dig selv


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com