Powstała innowacyjna koncepcja magazynu przechowującego energię odnawialną

Kategorie: 

Źródło: Duncan MacGruer

Inżynierowie z Instytutu Technologicznego Massachusetts (MIT) zaprezentowali koncepcję magazynu, który może przechowywać energię odnawialną i dostarczać ją z powrotem do sieci elektrycznej. Rozwiązanie to jest znacznie tańsze od przechowywania energii w bateriach litowo-jonowych i umożliwia zasilanie miasta energią odnawialną przez całą dobę.

 

Naukowcy z MIT szukali sposobów na zwiększenie efektywności technologii skoncentrowanej energii słonecznej (CSP). W przeciwieństwie do konwencjonalnych elektrowni słonecznych, które wykorzystują panele słoneczne do konwersji światła bezpośrednio na energię elektryczną, CSP składa się z wielkich luster, koncentrujących promienie słoneczne na centralnej wieży, w której podgrzewana jest woda. Powstałe ciepło jest przekształcane w energię elektryczną.

 

Elektrownie CSP magazynują ciepło w dużych zbiornikach, wypełnionych stopioną solą, która podgrzewana jest do temperatury około 530 stopni Celsjusza. Gdy potrzebna jest energia elektryczna, gorąca sól jest pompowana przez wymiennik ciepła, który przenosi ciepło soli do pary. Turbina następnie zamienia tę parę w energię elektryczną.

Elektrownia CSP Gemasolar w Hiszpanii - źródło: Torresol Energy

Jednak gdyby sól została podgrzana do znacznie wyższej temperatury, mogłaby nastąpić korozja zbiornika, w którym jest przechowywana. Asegun Henry i jego zespół postanowili więc zastąpić sól ciekłym krzemem, który wytrzymuje bardzo wysokie temperatury.

 

W zeszłym roku, inżynierowie opracowali wysokotemperaturową pompę, która mogłaby pompować ciekły krzem przez system przechowywania energii. Od tego czasu, zespół projektował system magazynowania energii, który można będzie wyposażyć w taką pompę. Efektem prac jest koncepcja magazynu o nazwie TEGS-MPV (Thermal Energy Grid Storage-Multi-Junction Photovoltaics), który zamiast wykorzystywać lustra i centralną wieżę do koncentrowania ciepła, przetwarza energię elektryczną, generowaną przez dowolne źródło, w tym panele słoneczne i turbiny wiatrowe, w energię cieplną, stosując Prawo Joule'a.

Źródło: Duncan MacGruer

Zaletą kej koncepcji jest możliwość połączenia istniejących systemów energii odnawialnej celem przechowania nadmiaru energii elektrycznej w ciągu dnia z możliwością późniejszego wykorzystania, np. w nocy. Magazyn ten mógłby składać się z dwóch grafitowych zbiorników.

 

Ciekły krzem jako nośnik energii byłby przechowywany w jednym zbiorniku w temperaturze 2000 stopni Celsjusza, a podczas przetłaczania do drugiego zbiornika, zostałby podgrzany do temperatury 2400 stopni Celsjusza, w której zaczyna emitować białe światło.

 

Gdyby pojawiło się zapotrzebowanie na prąd elektryczny, ciekły krzem byłby przepompowywany ponownie do pierwszego zbiornika przez rury, które również zaczęłyby emitować białe światło, a wielozłączowe ogniwa słoneczne zamieniałyby to światło w energię elektryczną.

 

Autorzy tej koncepcji szacują, że dzięki takiemu magazynowi, około 100 tysięcy mieszkań mogłoby funkcjonować wyłącznie na energii odnawialnej. Kolejna zaleta to możliwość zbudowania magazynu w dowolnym miejscu na Ziemi – w przeciwieństwie do elektrowni szczytowo-pompowych, które pozwalają magazynować energię przy bardzo niskich kosztach, ale wymagają odpowiedniej lokalizacji.

 

Ocena: 

5
Średnio: 5 (1 vote)

Komentarze

Portret użytkownika r.abin

Nie jest tak źle. Oni

Nie jest tak źle. Oni porównywali (całodobowe) koszty ogniw fotowoltaicznych i baterii z proponowanym układem termodynamicznym. Sprawność wynalazku, to - ok 40% razy straty cieplne. Łącznie dadzą radę uzyskać 30% - konkurencja 20%. Koszty ogniw FV i akumulatorów elektrycznych, są porównywalne  z lustrami, piecykiem, pompami, turbiną, generatorem i akumulatorem cieplnym. Chyba nawet, (to drugie) - dłużej pociągnie (akumulatory starczają na 2-5 lat). Inna sprawa, że ludzie w nocy - powinni spać.

Portret użytkownika Andrzej Muras

Jaka będzie sprawność tego

Jaka będzie sprawność tego systemu przechowywania energii? Obawiam się, że mała i to bardzo. Mamy tu bowiem do czynienia z całym łańcuchem przemian energetycznych. Najpierw pozyskaną energię elektryczną zamieniamy w ciepło. Ta przemiana może zachodzić ze stuprocentową sprawnością. Potem to ciepło przechowujemy, a jako że nie ma doskonałej izolacji cieplnej będą ubytki. No może pomijalnie małe. Ale potem energia cieplna zamieniana jest na światło widzialne. I tu już sprawność będzie niezadawalająca, bo znaczną część promieniowania będzie stanowić podczerwień. No i ostatnia przemiana - energii świetlnej w elektryczną. Wydajność ogniw słonecznych to dwadzieścia parę procent (są nieco wydajniejsze, do ok. czterdziestu procent, ale nie wyszły poza laboratoria). No więc całość przemian - pewnie kilkanaście procent. Baaardzo mizernie.

Skomentuj