Новости отрасли

GridScale: хранение возобновляемой энергии в камнях вместо литиевых батарей

2021-06-16
ТЕМЫ:
Орхусский университет, Аккумуляторные технологии, Энергия, Зеленая энергия, Популярное
Автор: УНИВЕРСИТЕТ ААРХУСА, 6 МАЯ 2021 ГОДА.



Когда есть избыток электроэнергии от ветра или солнца, накопитель энергии заряжается. Это осуществляется системой компрессоров и турбин, перекачивающих тепловую энергию из одного или нескольких резервуаров для хранения, заполненных холодными камнями, в соответствующее количество резервуаров, заполненных горячими камнями. Это делает камни в холодных резервуарах очень холодными, а в горячих - очень горячими, до 600 градусов. Предоставлено: Клаус Рай, Stiesdal Storage Technologies.

Концепция хранения возобновляемой энергии в камнях стала на шаг ближе к реализации со строительством демонстрационного завода GridScale. Станция станет крупнейшим хранилищем электроэнергии в Дании с мощностью 10 МВтч. Проект финансируется Программой развития и демонстрации энергетических технологий (EUDP) Датского энергетического агентства.
Камни размером с горошину, нагретые до 600 ° C в больших изолированных стальных резервуарах, лежат в основе нового инновационного проекта, нацеленного на прорыв в хранении периодически возникающей ветровой и солнечной электроэнергии.

Технология, которая хранит электрическую энергию в виде тепла в камнях, называется GridScale, и может стать дешевой и эффективной альтернативой хранению энергии от солнца и ветра в литиевых батареях. В то время как литиевые батареи экономически эффективны только для подачи энергии в течение коротких периодов времени до четырех часов, система хранения электроэнергии GridScale будет экономически эффективно поддерживать электроснабжение в течение более длительных периодов - примерно до недели.

«Единственная реальная проблема с установлением 100-процентного возобновляемого электроснабжения заключается в том, что мы не можем сохранить электроэнергию, произведенную в ветреную и солнечную погоду, для использования в более позднее время. Спрос и производство не следуют одной и той же модели. Коммерческих решений этой проблемы пока нет, но мы надеемся, что сможем решить эту проблему с помощью нашей системы хранения энергии GridScale, - говорит Хенрик Стисдал, основатель компании Stiesdal Storage Technologies, занимающейся климатическими технологиями, которая стоит за этой технологией.

Вкратце, технология GridScale предназначена для нагрева и охлаждения базальта, измельченного до крошечных камней размером с горошину, в одном или нескольких наборах изолированных стальных резервуаров. Хранилище заряжается через систему компрессоров и турбин, которые перекачивают тепловую энергию из одного или нескольких резервуаров-хранилищ, заполненных холодными камнями, в такое же количество резервуаров-хранилищ, заполненных горячими камнями, когда имеется избыток энергии от ветра или солнца.

Это означает, что камни в холодных резервуарах становятся очень холодными, а в горячих - очень горячими; фактически до 600oC. Тепло может сохраняться в камнях в течение многих дней, а количество комплектов резервуаров, заполненных камнем, может варьироваться в зависимости от продолжительности необходимого времени хранения.

Когда снова возникает потребность в электричестве, процесс меняется на противоположный: камни в горячих резервуарах становятся холоднее, а в холодных - более теплыми. Система основана на недорогом носителе и хорошо известной технологии зарядки и разрядки.
«Базальт - дешевый и устойчивый материал, который может хранить большое количество энергии в небольших помещениях и выдерживать бесчисленные заряды и разряды хранилища. Сейчас мы разрабатываем прототип технологии хранения, чтобы продемонстрировать путь вперед в решении проблемы хранения возобновляемой энергии - одной из самых больших проблем для развития устойчивой энергетики во всем мире, - говорит Оле Альм, руководитель отдела развития компании энергетическая группа Andel, которая также является частью проекта.

Прототип GridScale станет крупнейшим хранилищем в датской электроэнергетической системе, и основная задача будет заключаться в том, чтобы обеспечить гибкость хранилища на рынках электроэнергии таким образом, чтобы обеспечить максимальную ценность. Следовательно, это тоже будет частью проекта.

Точное местонахождение хранилища прототипов еще не определено. Тем не менее, это определенно будет в восточной части Дании, на юге или западе Зеландии или на Лолланд-Фальстере, где производство новых крупных фотоэлектрических установок, в частности, растет быстрее, чем может поддерживаться потребление.
Полное название инновационного проекта - «GridScale - экономически эффективное крупномасштабное хранилище электроэнергии», и он будет работать в течение трех лет с общим бюджетом 35 миллионов датских крон (4,7 миллиона евро). Финансирование проекта составляет 21 миллион датских крон (2,8 миллиона евро) из Программы развития и демонстрации энергетических технологий (EUDP).

Помимо компаний Stiesdal и Andel, в группу партнеров входят Орхусский университет (AU), Технический университет Дании (DTU), Welcon, BWSC (Burmeister Wain Scandinavian Contractor), Energi Danmark и Energy Cluster Дания.

Партнеры проведут анализ энергосистемы и оптимизируют проектирование хранилища камня, а также оптимизируют технические концепции и доведут технологию GridScale до масштабируемого решения, готового к выпуску на рынок.

Например, модель европейской энергосистемы, разработанная AU, будет объединена с моделью оптимизации турбин, разработанной DTU, чтобы получить представление о потенциальной роли хранилища камня в европейском контексте и оптимизировать дизайн:

«Переход на возобновляемые источники энергии меняет способ работы энергетической системы - просто потому, что энергия ветра и солнца не обязательно производится тогда, когда она нам нужна. Следовательно, нам необходимо выяснить, как лучше всего адаптировать технический дизайн к энергетической системе, и в каких странах и в период перехода к «зеленому» технология имеет наибольшую ценность. Мы постараемся определить комбинацию энергетических технологий, которая обеспечит наибольшую ценность для решения хранения. Я думаю, что технология хранения камня имеет огромный потенциал во многих местах по всему миру и может быть большим преимуществом при переходе к зеленой зоне », - говорит доцент Горм Бруун Андресен с кафедры машиностроения и производственной инженерии Орхусского университета.