Siemens разработва a икономична технология за съхранение на топлина който обещава да революционизира управлението на излишната енергия от възобновяеми източници. Този нов метод, който се изследва в Северна Германия, може стане стандарт за енергийна ефективност в световен мащаб. Процесът е прост: излишната вятърна енергия се превръща в топлина, която след това се съхранява в изолиран контейнер. В моменти на голямо търсене парната турбина преобразува тази топлина в електричество.
Този модел обещава да бъде изключително икономичен поради ниските си разходи за монтаж и експлоатация. Siemens получи финансова подкрепа от германското федерално правителство, за да продължи развитието си в Хамбург, заедно с Hamburg Energie и Хамбургския технологичен университет (TUHH).
Операция за термично съхранение
Технологията се състои от система, при която излишната енергия от възобновяеми източници, особено вятър, се преобразува в топлина и се съхранява в камъни при високи температури. Тази система е проектирана да работи при повече от 600 градуса по Целзий, гарантирайки, че топлината се запазва ефективно. Вентилаторът, подобно на принципа на топлинния пистолет, насочва въздуха върху камъните, за да ги нагрее. За да се възстанови енергията, тази съхранена топлина се използва за генериране на налягане, което активира парна турбина, която преобразува топлинната енергия обратно в електричество.
Siemens Той също така се фокусира върху оптимизирането на ефективността при зареждане и разтоварване на складове. Начинът, по който изолацията обгражда системата, е от решаващо значение за максимизиране на енергийната ефективност и минимизиране на топлинните загуби. Очаква се технологията да напредне значително през следващите години.
Системата за съхранение има текущ капацитет за съхранение до 36 мегаватчаса енергия в обем от приблизително 2,000 кубични метра камък. Чрез използването на бойлер се произвежда мощност до 1.5 мегавата електроенергия с капацитет за работа до 24 часа. Тази технология има потенциала да достигне 50% ефективност в бъдеще, надминавайки сегашната си ефективност от 25%.
Приложимост на FES технологията
Технологията FES (Force Energy Storage), разработена от Siemens, ще бъде приложима за повечето видове вятърни турбини, което го прави изключително гъвкав и доходоносен. Въпреки големия си потенциал, единственият забележим недостатък на системата е необходимостта от големи физически пространства за съхраняване на каменните контейнери.
- Технологията може да се адаптира към всеки тип вятърна турбина, което я прави универсална за различни видове инсталации.
- Очаква се с напредването на ефективността системата да може да произвежда повече енергия на по-ниска цена.
Тази система за съхранение на топлина Това представлява голям скок в прехода към възобновяема енергия. Наред с други иновативни технологии като напр колелото GeoOrbital, което превръща велосипедите в електрически, Siemens отбелязва важен крайъгълен камък по пътя към енергийна устойчивост.
Термосъхранение с пясък
В допълнение към технологията за съхранение на топлина в камъните, наскоро бяха изследвани и други системи, като напр термично съхранение в пясък. Тази техника е значително по-икономична и жизнеспособна в дългосрочен план. Институции като NREL (Национална лаборатория за възобновяема енергия) в Съединените щати проучват възможността за използване на пясък за задържане на топлината, генерирана от възобновяема енергия като вятърна или слънчева.
Пясъкът се нагрява от вятър или слънчева енергия, достигайки температури до 1,000 градуса по Целзий. След това се съхранява в силози за по-късна употреба, когато търсенето на енергия се увеличи. Този тип съхранение има предимството, че може да се поддържа повече от 95% от топлинната енергия съхранявани най-малко пет дни, предлагайки ефективно, дългосрочно решение за управление на енергията.
В сравнение с други технологии за съхранение на енергия, като литиево-йонни батерии или помпено водноелектрическо съхранение, съхранението на пясък се оказва много по-евтино, с приблизителна цена между $4 и $10 на киловатчас. Това контрастира с $150 до $300 на kWh за други технологии като сгъстен въздух или литиеви батерии, позиционирайки пясъка като евтино решение с голям капацитет за бъдещето.
Изследователски проекти и икономическо съхранение
Различни европейски инициативи също се стремят да разработят иновативни решения за евтино съхранение на топлина. Пример е проектът Разкриват, която изучава използването на алуминий като средство за съхранение на топлинна енергия за месеци или дори години. Тази система ще се възползва от изобилието и ниската цена на алуминия, който има енергийна плътност до 15 MWh/m³. Този напредък представлява дългосрочна и икономична алтернатива за управление на излишната електроенергия, генерирана от възобновяеми източници.
Друго обещаващо изследване е термохимичното съхранение с помощта на метални оксиди, като това, разработено от RedoxBlox. Тази система позволява топлината да се съхранява при температури до 1,500 градуса по Целзий, като се използват изобилни и евтини материали. За зареждане на системата се използва възобновяемо електричество за повишаване на температурата на материала, който освобождава кислород и съхранява химическа енергия. Когато тази енергия трябва да бъде възстановена, системата обръща реакцията и генерира топлина, която може да се използва в промишлени процеси или за генериране на електричество.
Предимства на термичното съхранение при декарбонизация
Термично съхранение е ключ към декарбонизацията на енергийния сектор и други промишлени процеси. Тъй като светът се отдалечава от изкопаемите горива и търси по-устойчиви алтернативи, съхранението на топлинна енергия се позиционира като едно от най-достъпните решения на икономическо и логистично ниво.
Този тип съхранение е приложим не само за производство на електроенергия, но може да се използва и в сектори като стоманодобивната, циментовата, хранително-вкусовата промишленост и производството на напитки, които изискват големи количества топлина за работата си. Тези сектори, които са трудни за декарбонизиране, ще намерят в термичното съхранение ефективно решение за електрифициране на производството си без въглеродни емисии.
Тази комбинация от ниска цена, висок капацитет за съхранение и дългосрочна жизнеспособност прави термалното съхранение водещо решение в глобалния енергиен преход.