اخبار صنعت

GridScale: ذخیره انرژی های تجدیدپذیر در سنگ ها به جای باتری های لیتیوم

2021-06-16
موضوعات:
دانشگاه آرهوس ، فناوری باتری ، انرژی ، انرژی سبز ، محبوب
توسط دانشگاه AARHUS 6 مه 2021



هنگامی که مازاد برقی از باد یا خورشید وجود دارد ، ذخیره انرژی شارژ می شود. این کار توسط سیستم کمپرسورها و توربینها انجام می شود که انرژی حرارتی را از یک یا چند مخزن ذخیره ای پر از سنگهای سرد به تعدادی مخزن ذخیره سازی پر از سنگ داغ پمپ می کنند. این باعث می شود سنگ های موجود در مخازن سرد بسیار سرد شوند ، در حالی که در مخازن داغ تا 600 درجه بسیار گرم می شود. اعتبار: Claus Rye ، Stiesdal Storage Technologies

مفهوم ذخیره انرژی های تجدیدپذیر در سنگ ها با ساخت کارخانه نمایشی GridScale یک گام به تحقق نزدیک شده است. این نیروگاه با ظرفیت 10 مگاوات ساعت بزرگترین ذخیره سازی برق دانمارک خواهد بود. این پروژه توسط برنامه توسعه و نمایش فناوری انرژی (EUDP) تحت آژانس انرژی دانمارک تأمین می شود.
سنگهای اندازه نخود در مخازن فولادی عایق شده تا 600 درجه سانتیگراد گرم شده اند در قلب یک پروژه نوآورانه جدید با هدف دستیابی به موفقیت در ذخیره سازی برق متناوب باد و خورشید قرار دارند.

این فناوری که انرژی الکتریکی را به عنوان گرما در سنگ ها ذخیره می کند ، GridScale نامیده می شود و می تواند جایگزینی ارزان و کارآمد برای ذخیره انرژی خورشیدی و باد در باتری های لیتیوم باشد. در حالی که باتری های لیتیوم تنها برای تامین انرژی برای دوره های کوتاه حداکثر تا چهار ساعت مقرون به صرفه هستند ، یک سیستم ذخیره سازی برق GridScale به طور م effectivelyثر از منبع تغذیه برای دوره های طولانی تر تا حدود یک هفته هزینه خواهد کرد.

challenge € onlyتنها چالش واقعی ایجاد برق 100 درصد تجدیدپذیر این است که ما نمی توانیم برق تولید شده در هوای بادی و آفتابی را برای استفاده بعدی ذخیره کنیم. تقاضا و تولید از الگوی یکسانی پیروی نمی کنند. هنریک استیسدال ، بنیانگذار شرکت فناوری آب و هوا Stiesdal Storage Technologies ، که پشت این فناوری است ، می گوید: هنوز راه حل تجاری برای این مشکل وجود ندارد ، اما امیدواریم بتوانیم این را با سیستم ذخیره انرژی GridScale ارائه دهیم.

به طور خلاصه ، فناوری GridScale در مورد گرمایش و سرمایش بازالت خرد شده به سنگ های ریز و اندازه نخود در یک یا چند مجموعه مخزن فولادی عایق بندی شده است. شارژ ذخیره سازی از طریق سیستم کمپرسورها و توربین ها انجام می شود ، که انرژی گرمایی را از یک یا چند مخزن ذخیره ای پر از سنگ های سرد به تعداد مشابه مخزن ذخیره سازی پر از سنگ های داغ ، هنگامی که نیروی اضافی از باد یا خورشید وجود دارد ، پمپ می کند.

این بدان معناست که سنگهای مخازن سرد بسیار سرد می شوند ، در حالی که در مخازن داغ بسیار داغ می شوند. در واقع تا 600 درجه سانتی گراد گرما را می توان برای چند روز در سنگ ها ذخیره کرد و بسته به مدت زمان ذخیره سازی مورد نیاز ، تعداد مجموعه مخازن پر از سنگ می تواند متفاوت باشد.

وقتی دوباره تقاضا برای برق شد ، روند برعکس می شود ، بنابراین سنگ های مخازن داغ در حالی که در مخازن سرد گرم می شوند سردتر می شوند. این سیستم بر اساس مواد ذخیره سازی ارزان قیمت و فناوری بالغ و شناخته شده برای شارژ و تخلیه است.
بازالت یک ماده ارزان و پایدار است که می تواند مقادیر زیادی انرژی را در فضاهای کوچک ذخیره کند و می تواند بارها و تخلیه های بی شماری از انبار را تحمل کند. اله آلم ، مدیر توسعه در گروه انرژی اندل ، که همچنین بخشی از این پروژه است.

نمونه اولیه GridScale بزرگترین ذخیره سازی در سیستم برق دانمارک خواهد بود و یک چالش عمده این است که انعطاف پذیری ذخیره سازی را در بازارهای برق به نحوی ارائه دهیم که بهترین ارزش ممکن را ارائه دهد. در نتیجه ، این نیز بخشی از پروژه خواهد بود.

هنوز محل دقیق ذخیره سازی نمونه اولیه مشخص نشده است. با این حال ، قطعاً در قسمت شرقی دانمارک در جنوب یا غرب زلاند یا در لولند فالستر خواهد بود ، جایی که تولید واحدهای PV بزرگ جدید به ویژه سریعتر از آنچه مصرف می تواند ادامه دهد ، در حال رشد است.
نام کامل پروژه نوآوری â € ridGridScale â € "مقرون به صرفه ذخیره سازی برق در مقیاس بزرگ" است و به مدت سه سال با بودجه کل 35 میلیون DKK (4.7 میلیون یورو) اجرا می شود. این پروژه با 21 میلیون DKK (2.8 میلیون یورو) از برنامه توسعه و نمایش فناوری انرژی (EUDP) تأمین می شود.

علاوه بر شرکت های Stiesdal و Andel ، گروه شریک شامل دانشگاه Aarhus (AU) ، دانشگاه فنی دانمارک (DTU) ، Welcon ، BWSC (Burmeister Wain Contractor Scandinavian) ، Energi Danmark و Energy Cluster Denmark است.

شرکا یک تجزیه و تحلیل سیستم انرژی و بهینه سازی طراحی برای یک مرکز ذخیره سازی سنگ و همچنین بهینه سازی مفاهیم فنی و تکامل فناوری GridScale به یک راه حل مقیاس پذیر آماده برای بازار ارائه می دهند.

به عنوان مثال ، مدل سیستم انرژی اروپایی توسعه یافته توسط AU با مدلی برای بهینه سازی توربین های توسعه یافته توسط DTU ترکیب شده است تا بینش خود را نسبت به نقش بالقوه تأسیسات ذخیره سازی سنگ در زمینه اروپایی و بهینه سازی طراحی بدست آورید:

انتقال به انرژی های تجدیدپذیر نحوه عملکرد سیستم انرژی را تغییر می دهد - فقط به این دلیل که انرژی باد و خورشید لزوماً در مواقع مورد نیاز ما تولید نمی شود. بنابراین ، ما باید دریابیم که چگونه می توان طراحی فنی را به بهترین نحو با سیستم انرژی تطبیق داد و در کدام کشورها و در چه شرایطی در گذار سبز تکنولوژی بیشترین ارزش را دارد. ما به دنبال شناسایی ترکیبی از فناوری های انرژی هستیم که بیشترین ارزش را برای محلول ذخیره سازی ارائه می دهد. گور برون آندرسن ، دپارتمان مهندسی مکانیک و تولید در دانشگاه آرهوس ، می گوید: من فکر می کنم فناوری ذخیره سنگ دارای پتانسیل عظیمی در بسیاری از نقاط جهان است و می تواند در انتقال سبز مزیت بزرگی باشد.