Industrielle energilagringsenheter
I gamle dager ble den elektriske energien som ble oppnådd i vannkraftverk umiddelbart levert til forbrukerne: lamper tente, motorer gikk. I dag, ettersom kraftproduksjonsmulighetene har utvidet seg kraftig, har spørsmålet om effektive måter å lagre generert energi på blitt tatt alvorlig opp på mange måter, bl.a. ulike fornybare kilder.
Som du vet bruker menneskeheten mye mer energi på dagtid enn om natten. Timene med toppbelastninger i byer faller inn i strengt definerte morgen- og kveldstimer, mens generasjonsanlegg (spesielt sol, vind osv.) genererer en viss gjennomsnittlig effekt som varierer betydelig til forskjellige tider av døgnet og avhengig av værforhold.
Under slike omstendigheter er det ingen dårlig idé for kraftverk å ha en slags reservestrømlagring som kan gi den nødvendige kraften når som helst på døgnet. La oss ta en titt på noen av de beste teknologiene for å løse dette problemet.
Hydraulisk energilagring
Den eldste metoden som ikke har mistet sin relevans til i dag. To store vanntanker er plassert over hverandre. Vannet i den øvre tanken, som enhver gjenstand hevet til en høyde, har en høyere potensiell energi enn vannet i den nedre tanken.
Når kraftforbruket til kraftverket er lavt, pumpes på den tiden vann inn i det øvre reservoaret av pumper. I rushtiden, når anlegget blir tvunget til å mate høy kraft til nettet, blir vann fra den øvre tanken avledet gjennom turbinen til hydrogeneratoren, og genererer dermed økt kraft.
I Tyskland utvikles prosjekter av denne typen hydroakkumulatorer for deres påfølgende montering på stedene til gamle kullgruver, så vel som på bunnen av havet i sfæriske varehus spesielt laget for dette formålet.
Energilagring i form av trykkluft
Som en komprimert fjær, er komprimert luft injisert i en sylinder i stand til å lagre energi i potensiell form. Teknologien ble klekket ut av ingeniører i lang tid, men ble ikke implementert på grunn av den høye kostnaden. Men allerede svært høye nivåer av energikonsentrasjon kan oppnås under adiabatisk gasskompresjon med spesielle kompressorer.
Ideen er denne: under normal drift pumper en pumpe luft inn i tanken, og under toppbelastning frigjøres komprimert luft fra tanken under trykk og snur turbinen til generatoren. Det finnes flere lignende systemer i verden, en av de største utviklerne av disse er det kanadiske selskapet Hydrostar.
Smeltet salt som en termisk akkumulator
Solcellepaneler Det er ikke det eneste verktøyet for å konvertere solens strålende energi.Solar infrarød stråling, når den er riktig konsentrert, kan varme og smelte salt og til og med metall.
Slik fungerer soltårn, der mange reflektorer leder solens energi til en salttank montert på toppen av et tårn som er reist i sentrum av stasjonen. Det smeltede saltet avgir deretter varme til vannet, som blir til damp som snur generatorens turbin.
Så før den blir til elektrisitet, lagres varmen først i en termisk akkumulator basert på smeltet salt.Denne teknologien er implementert for eksempel i De forente arabiske emirater. Georgia Tech har utviklet en enda mer effektiv enhet for termisk lagring av smeltet metall.
Kjemiske batterier
Litium batterier for vindkraftverk — dette er samme teknologi som batterier for smarttelefoner og bærbare datamaskiner, bare det vil være tusenvis av slike «batterier» i lageret til kraftverket. Teknologien er ikke ny, den brukes i USA i dag. Et nylig eksempel på et slikt 4 MWh-anlegg er det nylig bygget av Tesla i Australia. Stasjonen er i stand til å levere en maksimal effekt på 100 MW til lasten.
Lekkende kjemiske akkumulatorer
Hvis i konvensjonelle batterier elektrodene ikke beveger seg, i strømningsbatterier fungerer de ladede væskene som elektroder. To væsker beveger seg gjennom en membranbrenselcelle der ionisk interaksjon av væskeelektroder finner sted og elektriske ladninger av forskjellige fortegn genereres i cellen uten å blande væskene. Stasjonære elektroder er montert i cellen for å levere den således belastede elektriske energien til lasten.
Så, som en del av brine4power-prosjektet i Tyskland, er det planlagt å installere tanker med elektrolytter (vanadium, saltvann, klor eller sinkløsning) under jorden, og et 700 MWh strømningsbatteri vil bli reist i lokale grotter. Hovedmålet med prosjektet er å balansere fordelingen av fornybar energi gjennom dagen for å unngå strømbrudd forårsaket av mangel på vind eller overskyet vær.
Super svinghjul dynamisk lagring
Prinsippet er basert på først å konvertere elektrisitet — i form av kinetisk energi av rotasjonen av supersvinghjulet, og om nødvendig tilbake til elektrisk energi (svinghjulet snur generatoren).
I utgangspunktet akselereres svinghjulet av en laveffektsmotor til lastforbruket er på topp, og når lasten blir topp kan energien som lagres av svinghjulet leveres med mange ganger mer kraft. Denne teknologien har ikke funnet bred industriell anvendelse, men anses som lovende for bruk i kraftige avbruddsfrie strømkilder.