התקני אחסון אנרגיה תעשייתיים

בימים עברו, האנרגיה החשמלית שהושגה במפעלים הידרואלקטרים ​​נמסרה מיד לצרכנים: מנורות דולקות, מנועים פעלו. אולם כיום, כאשר יכולות ייצור החשמל התרחבו מאוד, עלתה ברצינות שאלת הדרכים היעילות לאגירת האנרגיה המופקת במובנים רבים, כולל מקורות מתחדשים שונים.

כפי שאתה יודע, במהלך היום האנושות מבלה הרבה יותר אנרגיה מאשר בלילה. שעות עומסי השיא בערים נופלות לשעות בוקר וערב מוגדרות בקפדנות, בעוד שמפעלי ייצור (בעיקר שמש, רוח וכו') מייצרים הספק ממוצע מסוים המשתנה באופן משמעותי בשעות שונות של היום ובהתאם לתנאי מזג האוויר.

בנסיבות כאלה, זה לא רעיון רע שלתחנות כוח יהיה סוג של אחסון חשמל גיבוי שיכול לספק את הכוח הנדרש בכל שעה של היום. בואו נסתכל על כמה מהטכנולוגיות הטובות ביותר לפתרון בעיה זו.

אחסון אנרגיה הידראולית

השיטה הוותיקה ביותר שלא איבדה את הרלוונטיות שלה עד היום. שני מיכלי מים גדולים ממוקמים זה מעל זה. למים במיכל העליון, כמו כל חפץ המורם לגובה, יש אנרגיה פוטנציאלית גבוהה יותר מהמים במיכל התחתון.

כאשר צריכת החשמל של תחנת הכוח נמוכה, באותה תקופה מים נשאבים למאגר העליון באמצעות משאבות. בשעות השיא, כאשר המפעל נאלץ להזין כוח גבוה לרשת, המים מהמיכל העליון מופנים. דרך הטורבינה של ההידרוגנרטור, ובכך לייצר כוח מוגבר.

בגרמניה מפותחים פרויקטים מסוג זה של הידרומצברים להקמתם לאחר מכן באתרים של מכרות פחם ישנים, כמו גם בקרקעית האוקיינוס ​​במחסנים כדוריים שנוצרו במיוחד למטרה זו.

אגירת אנרגיה בצורת אוויר דחוס

כמו קפיץ דחוס, אוויר דחוס המוזרק לגליל מסוגל לאגור אנרגיה בצורה פוטנציאלית. הטכנולוגיה נבקעה על ידי מהנדסים במשך זמן רב, אך לא יושמה בשל עלותה הגבוהה. אבל כבר עכשיו ניתן להשיג רמות גבוהות מאוד של ריכוז אנרגיה במהלך דחיסת גז אדיאבטית עם מדחסים מיוחדים.

הרעיון הוא כזה: בזמן פעולה רגילה משאבה שואבת אוויר לתוך המיכל, ובזמן עומסי שיא משתחרר אוויר דחוס מהמיכל בלחץ והופך את הטורבינה של הגנרטור. ישנן מספר מערכות דומות בעולם, כאשר אחת המפתחות הגדולות שבהן היא חברת Hydrostar הקנדית.

מלח מותך כמצבר תרמי

פנלים סולאריים זה לא הכלי היחיד להמרת אנרגיית הקרינה של השמש.קרינת אינפרא אדום סולארית, כאשר היא מרוכזת כראוי, יכולה לחמם ולהמיס מלח ואפילו מתכת.

כך פועלים מגדלים סולאריים, שבהם מחזירי אור רבים מפנים את אנרגיית השמש למיכל מלח המותקן על גבי מגדל שהוקם במרכז התחנה. לאחר מכן המלח המותך משחרר חום למים, שהופך לקיטור שהופך את הטורבינה של הגנרטור.

לכן, לפני הפיכתו לחשמל, החום מאוחסן תחילה במצטבר תרמי המבוסס על מלח מותך.טכנולוגיה זו יושמה, למשל, באיחוד האמירויות הערביות. Georgia Tech פיתחה מכשיר יעיל עוד יותר לאחסון תרמי של מתכת מותכת.

סוללות כימיות

סוללות ליתיום עבור תחנות כוח רוח — זו אותה טכנולוגיה כמו סוללות לסמארטפונים ולמחשבים ניידים, רק שיהיו אלפי "סוללות" כאלה באחסון לתחנת הכוח. הטכנולוגיה אינה חדשה, היא משמשת כיום בארה"ב. דוגמה עדכנית למפעל כזה של 4 MWh היא זו שנבנתה לאחרונה על ידי טסלה באוסטרליה. התחנה מסוגלת לספק הספק מרבי של 100 MW לעומס.

מצברים כימיים דולפים

אם בסוללות קונבנציונליות האלקטרודות אינן זזות, בסוללות זרימה הנוזלים הטעונים פועלים כאלקטרודות. שני נוזלים עוברים דרך תא דלק ממברנתי בו מתרחשת אינטראקציה יונית של אלקטרודות נוזליות ונוצרים בתא מטענים חשמליים של סימנים שונים מבלי לערבב את הנוזלים. אלקטרודות נייחות מותקנות בתא כדי לספק את האנרגיה החשמלית הטעונה כך לעומס.

לכן, במסגרת פרויקט brine4power בגרמניה, מתוכננים להתקין מתחת לאדמה מכלים עם אלקטרוליטים (ונדיום, מי מלח, כלור או תמיסת אבץ), ובמערות מקומיות תוקם סוללת זרימה של 700 MWh. המטרה העיקרית של הפרויקט היא לאזן את חלוקת האנרגיה המתחדשת לאורך היום כדי למנוע הפסקות חשמל הנגרמות מחוסר רוח או מזג אוויר מעונן.

אחסון דינמי סופר גלגל תנופה

העיקרון מבוסס על המרת חשמל תחילה - בצורה של אנרגיה קינטית של סיבוב גלגל התנופה, ובמידת הצורך חזרה לאנרגיה חשמלית (גלגל התנופה מסובב את הגנרטור).

בתחילה, גלגל התנופה מואץ על ידי מנוע בעל הספק נמוך עד שצריכת העומס מגיעה לשיא, וכאשר העומס הופך לשיא, ניתן לספק את האנרגיה האגורה על ידי גלגל התנופה בעוצמה רבה פי כמה. טכנולוגיה זו לא מצאה יישום תעשייתי רחב, אך נחשבת למבטיחה לשימוש במקורות אל-פסק רבי עוצמה.