Energiespeichersystem von SustainX ICAES SustainX
Druckluftenergiespeicher CAES verwendet überschüssige Energie, um Luft zu komprimieren, die dann in einem unterirdischen Reservoir gespeichert wird. Die Kompression der Luft erzeugt Wärme. Die Luft kann zur Erzeugung von Elektrizität an eine Brennkammer in einer Gasturbine abgegeben werden. Das ZielNatürlich soll zusammen mit anderen Formen der Energiespeicherung und anderen Ansätzen wie Smart Grids und Strategien zur Nachfragereduzierung ein Mittel bereitgestellt werden, mit dem intermittierende erneuerbare Energien wie Sonne und Wind fossile Brennstoffe ersetzen können.
Derzeit wird der Energiespeicher von Batteriebänken dominiert, aber neben ihnen treten auch andere Formen der Energiespeicherung auf. CAES ist eine davon.
Das erste derartige System war a 290 MW Anlage von E.ON-Kraftwerk entwickelt 1978 in Huntorf, Deutschland. Das Ziel war es, die Netzlast zu verwalten, indem Strom bei geringer Nachfrage nachts als Druckluft gespeichert und bei steigender Nachfrage wieder freigegeben wurde. Die Anlage ist noch in Betrieb und wird als Backup verwendetDie Druckluft wird wie bei einer Reihe anderer solcher Systeme in unterirdischen Salzkavernen gespeichert, deren Befüllung mit einer Geschwindigkeit von 108 Kilogramm pro Sekunde 8 Stunden dauert. Wenn wieder Strom benötigt wird, wird die Druckluft freigesetzt und durch erwärmtVerbrennung von Erdgas. Die Ausdehnung der Luft treibt eine 320-MW-Turbine 2 Stunden lang an. Danach müssen die Kavernen nachgefüllt werden. Obwohl die meisten anderen CAES-Anlagen nach dem gleichen Prinzip arbeiten, konzentrieren sie sich in der Regel zusätzlich auf die Speicherung der dabei erzeugten Wärmeder Kompressionsprozess, der die Effizienz der gesamten Anlage erhöht.
Es gibt drei Möglichkeiten, mit der während der Kompression erzeugten Wärme umzugehen. Adiabatische Speicheranlagen speichern die Wärme und verwenden sie erneut, um die Druckluft freizusetzen, wodurch die Anlage einen Wirkungsgrad von 70 bis 90 Prozent aufweist. Diabetische Speicheranlagen leiten die Wärme über Wärme an die Atmosphäre abLadeluftkühler, wobei eine andere Wärmequelle verwendet wird, um die Luft für die Turbinen bei Bedarf freizusetzen. Schließlich gibt es isotherme Speicheranlagen, in denen Wärmetauscher eingesetzt werden, um die Innen- und Außentemperaturen gleich zu halten.wieder in die Atmosphäre freigesetzt und eine weitere Wärmequelle eingebracht, wenn die Luft freigesetzt werden muss. Von diesen drei Methoden versuchen die meisten Unternehmen nun, Wege zu finden, um die ursprünglich durch den Kompressionsprozess erzeugte Wärme zurückzuhalten.
Erst kürzlich haben zwei nordamerikanische Energiespeicherunternehmen, General Compression und NRStor , wurden Arbeiten an der Entwicklung eines Vorschlags für die Energiespeicherung in Ontario mit Unterstützung einer Asset Management-Gruppe namens Northwater Capital Management . Ziel des CAES-Vorschlags ist es, durch die Verwendung von Energiespeichern zur Integration von Windenergie in das Netz einen Mehrwert für die Rechnungszahler zu schaffen und durch Lastausgleich die Energiespeicherung nachts bei sinkender Nachfrage zu ermöglichenAm Morgen, wenn die Nachfrage wieder steigt, wird es wieder ans Netz gebracht. Dies würde den Bedarf an Turbinen mit fossilen Brennstoffen verringern.
Ein GCAES-System General Compression Advanced Energy Storage wurde von General Compression mit einem Prototyp in Gaines, Texas, entwickelt. Es wird von einer 2-MW-Windkraftanlage angetrieben und verwendet eine unterirdische Salzkaverne als Luftspeicher1,6 MW Energie für maximal 150 Stunden, bevor sie wieder aufgeladen werden muss.
Leider führt die von CAES-Systemen erzeugte Wärme dazu, dass sich die Luft ausdehnt, wodurch die Kompression zum Problem wird. Wenn die Druckluft freigesetzt wird, kühlt sie ab und dies verringert die verfügbare Energiemenge. Es kann auch ein Problem mit dem Gebäude geben.Das Verbrennen von Erdgas kann dieses Problem lösen, indem die entkomprimierte Luft erwärmt wird. Dies ist jedoch kostspielig und erzeugt Kohlendioxid. Das GCAES-System behebt diese Probleme, indem es die Wärme auffängt und in einem Teich speichertwird verwendet, um die während des Erzeugungszyklus freigesetzte Luft zu erwärmen.
Bisher durchgeführte Berechnungen haben ergeben, dass die installierten Kosten für die Langzeitspeicherung ein Zehntel der Kosten für die Speicherung von Lithium-Ionen-Batterien betragen.
Künstlerische Darstellung des CAES-Systems, an dessen Entwicklung das texanische Unternehmen Apex CAES derzeit arbeitet [Bildquelle : Apex CAES ]
In Irland Unternehmen für erneuerbare Energien Gälektrisch plant den Bau einer CAES-Anlage im Wert von 300 Mio. GBP, für die neue unterirdische Salzkavernen gebaut werden müssen. Dieser Plan sieht vor verursachte einige Kontroversen mit der Behauptung, dass das Unternehmen sie nach Abschluss des Projekts zur Abfallentsorgung verwenden könnte. Es wurden weitere Bedenken hinsichtlich des Vorschlags geäußert, Sole ins Meer zu pumpen, was sich nachteilig auf das Leben im Meer auswirken könnte. Dies könnte jedoch ebenso der Fall seindass diese Bedenken in gewissem Maße von lokalen Aktivisten gegen erneuerbare Energien massiert wurden, die besorgt über die visuelle Wirkung sind.
kalifornische Firma LightSail Energy ist auch arbeitet an CAES Mitbegründerin und Chefwissenschaftlerin Danielle Fong sagt, das Ziel ihres Unternehmens sei es, „das sauberste und wirtschaftlichste Energiespeichersystem der Welt herzustellen“. LightSail Energy beabsichtigt, dies zu tun, indem es die überschüssige Wärme aufnimmt, die durch den Kompressionsprozess erzeugt wirdDer Ansatz umfasst ein Energiespeicherelement und Hochdruckspeichertanks für Erd- und Industriegase. Der Energiespeicher befindet sich noch in der Entwicklung, das Unternehmen plant jedoch, die Speichertanks an Logistikunternehmen zu verkaufen, die natürliche Produkte vertreiben und zurückgewinnenGas und auch für Tankstellen für komprimiertes Erdgas. Ähnliche Tanks werden im Energiespeicherprodukt des Unternehmens verwendet, wenn es vollständig entwickelt und zur Vermarktung bereit ist. Die Einnahmen aus den Erdgasspeichertanks werden auch dazu beitragen, Gewinne und Produktion zu erzielenFähigkeit für die Energiespeicherlösung.
LiGE entwickelt eine netzunabhängiges Energiespeichersystem basiert auf CAES und besteht aus kundenspezifischen Komponenten. Dazu gehören die Elektronik in der Steuerungsüberwachungs- und Berichterstellungssoftware sowie die zusammengesetzten Druckbehälter, die auf Ermüdungsfreiheit ausgelegt und explosionsgeschützt sind. Das System misst auchHitze, Druck, Vibration, Durchflussraten, Strom, Spannung und eine Reihe von Sicherheitsmaßnahmen. Das Speichersystem soll manipulationssicher sein, da jeder Versuch, es zu manipulieren, das System herunterfährt und drucklos macht. Das einzigeDie Art und Weise, wie der Container mit dem System wieder geöffnet werden kann, wird von einem LiGE-Techniker aus der Zentrale gerufen. Ebenso können nur LiGE-Techniker ihn warten und in Betrieb nehmen. Das System verwendet Strom, der hauptsächlich, aber nicht ausschließlich aus Solarenergie erzeugt wird. Dieser AntriebEin Hydraulikmotor, der wiederum einen Kompressor antreibt. Die Druckluft wird in Lufttanks gespeichert, und der Rückwärtsbetrieb treibt eine Lichtmaschine an, die die Stromversorgung für jede Einrichtung des Energiespeichersystems liefertdienen, sei es eine Fabrik oder ein anderes Gebäude oder was auch immer.LiGE schätzt den Wirkungsgrad des Systems auf über 90 Prozent.Es kann nicht nur netzunabhängig eingesetzt werden, sondern auch für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung verwendet werden.
Energiespeicher, in welcher Form auch immer, müssen eine wichtige Rolle in unseren Energienetzen spielen, da mehr Energie aus erneuerbaren Quellen erzeugt wird. Beispielsweise wurde geschätzt, dass Großbritannien bis 2020 etwa 200 GWh Strom speichern mussCAES sieht zunehmend so aus, als könnte es eine sehr praktikable und regelmäßig angewandte Methode werden, um genau das zu tun.