Як тепло можна використовувати для зберігання відновлюваної енергії

Як тепло можна використовувати для зберігання відновлюваної енергії Як ми можемо зберігати енергію з переривчастих відновлюваних джерел енергії? Бенні (я порожній) / Flickr, CC BY

Ефект, який викопне паливо чинить на кліматична надзвичайна ситуація сприяє міжнародному поштовху використовувати низьковуглецеві джерела енергії. На даний момент найкращими варіантами виробництва енергії з низьким вмістом вуглецю у великих масштабах є вітряна та сонячна енергетика. Але незважаючи на покращення за останні кілька років до обох продуктивність і коштувати, залишається значна проблема: вітер не завжди дме, а сонце не завжди світить. Електромережа, яка спирається на ці коливаються джерела, намагається постійно відповідати пропозиція і попиті так відновлювану енергію іноді йде у відходи тому що він не виробляється при необхідності.

Одне з головних рішень цієї проблеми - масштабне технології зберігання електроенергії. Вони працюють, накопичуючи електроенергію, коли пропозиція перевищує попит, а потім звільняють її, коли відбувається протилежне. Однак одне питання цього методу полягає в тому, що він пов'язаний величезні кількості електроенергії.

Існуючі технології зберігання, такі як батареї, не були б корисними для подібного процесу через їх висока вартість одиниці енергії. В даний час більше% 99 масштабного зберігання електроенергії обробляється перекачують гідро дамби, які переміщують воду між двома резервуарами через насос або турбіну для зберігання або виробництва енергії. Однак існують обмеження щодо того, наскільки може бути побудовано більше перекачуваної гідросистеми завдяки її географічним вимогам.

Один з перспективних варіантів зберігання - це насосне сховище теплової електроенергії. Ця порівняно нова технологія була створена вже протягом близько десяти років, і зараз проходить випробування на дослідних установках.

Як тепло можна використовувати для зберігання відновлюваної енергії Перетворення електроенергії в тепло відбувається в центральному контурі, потім зберігається в гарячих і холодних ємностях. По Фаррес Антунес, Автор надано

Насосне сховище теплової електроенергії працює шляхом перетворення електроенергії в тепло, використовуючи масштабний тепловий насос. Потім ця теплота зберігається в гарячому матеріалі, такому як вода або гравій, всередині ізольованої ємності. При необхідності тепло повертається назад у електрику за допомогою тепловий двигун. Ці перетворення енергії здійснюються за допомогою термодинамічні цикли, ті ж фізичні принципи, які використовуються для роботи холодильників, автомобільних двигунів або теплових електростанцій.

Відома технологія

Насосне зберігання теплової електроенергії має багато переваг. Процеси перетворення в основному покладаються на звичайну технологію та компоненти (наприклад, як теплообмінники, компресорів, турбінита електричні генератори), які вже широко використовуються в енергетичній та переробній промисловості. Це скоротить час, необхідний для проектування та будівництва насосного сховища теплової електроенергії, навіть у великих масштабах.

Баки для зберігання можуть бути наповнені рясними і недорогими матеріалами, такими як гравій, розплавлені солі або вода. І, на відміну від батарей, ці матеріали не становлять загрози для навколишнього середовища. Великі резервуари з розплавленою соллю успішно використовуються протягом багатьох років у концентрованих сонячних електростанціях, що є технологією відновлюваної енергії швидке зростання протягом останнього десятиліття. Концентрована сонячна енергія та накопичувальна теплова електроенергія мають багато подібності, але, хоча концентровані сонячні електростанції виробляють енергію, зберігаючи сонячне світло у вигляді тепла (а потім перетворюючи його на електроенергію), насосні установки для зберігання теплової електроенергії зберігають електроенергію, яка може надходити з будь-якого джерела - сонячного, вітру чи навіть ядерної енергії, серед інших.

Як тепло можна використовувати для зберігання відновлюваної енергії Концентрована сонячна електростанція. Національна лабораторія з відновлюваної енергії, CC BY-NC-ND

Легкий у розгортанні та компактний

Насосні установки для зберігання теплової електроенергії можна встановити де завгодно, незалежно від географії. Їх також можна легко збільшити, щоб задовольнити потреби зберігання в сітці. Інші форми накопичувальної енергії обмежені тим, де вони можуть бути встановлені. Наприклад, насосне гідрохранилище потребує гір і долин, де можна побудувати значні водойми. Зберігання енергії стисненого повітря спирається на великі підземні печери.

Насосне сховище теплової електроенергії має більша щільність енергії ніж накачані гідро дамби (вони можуть зберігати більше енергії в заданому обсязі). Наприклад, десять разів більше енергії можна отримати від 1 кг води, що зберігається при 100 ° С, порівняно з 1 кг води, що зберігається на висоті 500 метрів на перекачуваній гідростанції. Це означає, що для заданої кількості енергії потрібно менше місця, тому екологічний слід рослини менше.

Як тепло можна використовувати для зберігання відновлюваної енергії Розтоплені сольові резервуари для зберігання теплової енергії в концентрованій сонячній електростанції. Абенгоа

Довге життя

Компоненти насосного сховища теплової електроенергії тривають десятиліттями. З іншого боку, батареї з часом деградують і їх потрібно замінювати кожні кілька років - більшість акумуляторів для електричних автомобілів, як правило, гарантуються лише для приблизно п’ять-вісім років.

Однак, хоч є багато речей, завдяки яким накопичувальне зберігання теплової електроенергії добре підходить для широкомасштабного зберігання відновлюваної енергії, воно має і свої недоліки. Можливо, найбільшим недоліком є ​​його відносно скромна ефективність - це означає, скільки електроенергії повертається під час розряду, порівняно з кількістю введеної під час заряду. Більшість насосних систем зберігання електричної енергії спрямовані на це 50-70% ефективності, у порівнянні з 80-90% для літій-іонних акумуляторів or 70-85% для насосного зберігання води.

Але найважливіше значення - це вартість: чим вона нижча, тим швидше суспільство може рухатися до майбутнього з низьким рівнем вуглецю. Насосне сховище теплової електроенергії очікується конкурентоспроможним з іншими технологіями зберігання - хоча це не буде відомо напевно, поки технологія не дозріє і не буде повністю комерціалізована. Як зараз, кілька організації вже є робочий, реальних прототипів. Чим раніше ми протестуємо та розпочнемо розгортання накопичуваної теплової електроенергії, тим швидше ми зможемо використати її для переходу до енергосистеми з низьким вмістом вуглецю.Бесіда

про автора

Антуан Коен, кандидат фізико-математичних наук, Кембриджський університет та Пау Фаррес Антунес, докторський науковий співробітник енергозбереження, Кембриджський університет

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

книги_технології

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

слідкуйте за InnerSelf далі

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeinstagram iconпінтрест значокrss значок

 Отримайте останні по електронній пошті

Щотижневий журнал Щоденне натхнення

ОСТАННІ ВІДЕО

Почалася велика міграція клімату
Почалася велика міграція клімату
by супер Користувач
Кліматична криза змушує тисячі людей у ​​всьому світі втекти, оскільки їхні будинки стають дедалі непридатними для життя.
Останній льодовий період розповідає нам, чому нам потрібно дбати про 2 ℃ зміну температури
Останній льодовий період розповідає нам, чому нам потрібно дбати про 2 ℃ зміну температури
by Алан Н Вільямс та ін
В останній доповіді Міжурядової групи з питань зміни клімату (МГЕЗК) зазначено, що без істотного зменшення…
Земля залишається придатною для життя мільярди років - саме те, наскільки нам пощастило?
Земля залишається придатною для життя мільярди років - саме те, наскільки нам пощастило?
by Тобі Тіррелл
Еволюція зайняла 3 або 4 мільярди років, щоб отримати Homo sapiens. Якби клімат повністю зазнав краху лише один раз у цьому ...
Як картографування погоди 12,000 XNUMX років тому може допомогти передбачити майбутні зміни клімату
Як картографування погоди 12,000 XNUMX років тому може допомогти передбачити майбутні зміни клімату
by Бріс Рі
Кінець останнього льодовикового періоду, приблизно 12,000 років тому, характеризувався заключною холодною фазою, яка називалася Молодший дріас ...
У цьому столітті Каспійське море має впасти на 9 і більше метрів
У цьому столітті Каспійське море має впасти на 9 і більше метрів
by Френк Весселінг і Маттео Латтуада
Уявіть, що ви перебуваєте на узбережжі і дивитесь на море. Перед вами лежить 100 метрів пустого піску, який виглядає як ...
Венера ще колись була схожа на Землю, але кліматичні зміни зробили її непридатною для життя
Венера ще колись була схожа на Землю, але кліматичні зміни зробили її непридатною для життя
by Річард Ернст
Ми можемо багато чого дізнатись про кліматичні зміни від Венери, нашої сестринської планети. В даний час Венера має поверхневу температуру…
П’ять кліматичних недовір: аварійний курс у дезінформації клімату
П’ять кліматичних недовір: катастрофа в дезінформації клімату
by Джон Кук
Це відео являє собою катастрофічний курс дезінформації клімату, узагальнюючи ключові аргументи, використані для сумніву в реальності ...
Арктика не була такою теплою протягом 3 мільйонів років, і це означає великі зміни для планети
Арктика не була такою теплою протягом 3 мільйонів років, і це означає великі зміни для планети
by Джулі Бригам-Гретт та Стів Печ
Щороку морський крижаний покрив у Північному Льодовитому океані зменшується до найнижчої точки в середині вересня. Цього року він вимірює лише 1.44…

ОСТАННІ СТАТТІ

зелена енергія2 3
Чотири можливості зеленого водню для Середнього Заходу
by Крістіан Тае
Щоб запобігти кліматичній кризі, Середньому Заходу, як і решті країни, потрібно буде повністю декарбонізувати свою економіку шляхом…
ug83qrfw
Необхідно покінчити з основним бар’єром на шляху реагування
by Джон Мур, На Землі
Якщо федеральні регулятори зроблять правильну річ, споживачі електроенергії на Середньому Заході незабаром зможуть заробляти гроші, поки…
дерева для висадки клімату2
Посадіть ці дерева, щоб покращити життя міста
by Майк Вільямс-Райс
Нове дослідження визначає, що живі дуби та американські явори є чемпіонами серед 17 «супердерев», які допоможуть зробити міста…
дно північного моря
Чому ми повинні розуміти геологію морського дна, щоб використовувати вітри
by Наташа Барлоу, доцент четвертинних змін навколишнього середовища, Університет Лідса
Для будь-якої країни, яка має легкий доступ до мілководного і вітряного Північного моря, офшорний вітер буде ключем до досягнення мережі…
3 уроки лісових пожеж для лісових міст, коли вогонь Діксі руйнує історичний Грінвілл, Каліфорнія
3 уроки лісових пожеж для лісових міст, коли вогонь Діксі руйнує історичний Грінвілл, Каліфорнія
by Барт Джонсон, професор ландшафтної архітектури, Університет штату Орегон
Пожежа, що горить у спекотному сухому гірському лісі, прокотилася містом Золота лихоманка Greenрінвілль, Каліфорнія, 4 серпня…
Китай може досягти цілей у сфері енергетики та клімату, обмежуючи енергію вугілля
Китай може досягти цілей у сфері енергетики та клімату, обмежуючи енергію вугілля
by Елвін Лін
На кліматичному саміті Лідера у квітні Сі Цзіньпін пообіцяв, що Китай «буде суворо контролювати енергію, що працює на вугіллі…
Блакитна вода, оточена мертвою білою травою
Карта відстежує 30 -річні екстремальні сніготанення в США
by Мікайла Мейс-Арізона
Нова карта екстремальних подій танення снігу за останні 30 років пояснює процеси, що сприяють швидкому таненню.
Літак скидає червону вогнезахисну речовину на лісову пожежу, коли пожежники, припарковані вздовж дороги, дивляться у оранжеве небо
Модель передбачає 10-річну спалах пожежі, потім поступове зменшення
by Ханна Хікі-У. Вашингтон
Погляд на довгострокове майбутнє лісових пожеж передбачає початковий, приблизно десятирічний, спалах пожежі,…

 Отримайте останні по електронній пошті

Щотижневий журнал Щоденне натхнення

Нове ставлення - нові можливості

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Ринок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Всі права захищені.