Công nghiệp Tin tức

GridScale: Lưu trữ năng lượng tái tạo trong đá thay vì pin Lithium

2021-06-16
CHỦ ĐỀ:
Đại học Aarhus, Công nghệ pin, Năng lượng, Năng lượng xanh, Phổ biến
Bởi AARHUS UNIVERSITY ngày 6 tháng 5 năm 2021



Khi có lượng điện dư thừa từ gió hoặc mặt trời, bộ lưu trữ năng lượng sẽ được tính phí. Điều này được thực hiện bởi một hệ thống máy nén và tuabin bơm nhiệt năng từ một hoặc nhiều bồn chứa chứa đầy đá mát đến một số bồn chứa tương ứng chứa đầy đá nóng. Điều này làm cho đá trong bể lạnh rất lạnh, trong khi nó rất nóng ở bể nóng, lên đến 600 độ. Tín dụng: Claus Rye, Stiesdal Storage Technologies

Khái niệm lưu trữ năng lượng tái tạo trong đá đã tiến một bước gần hơn đến hiện thực với việc xây dựng nhà máy trình diễn GridScale. Nhà máy sẽ là cơ sở lưu trữ điện lớn nhất ở Đan Mạch, với công suất 10 MWh. Dự án đang được tài trợ bởi Chương trình Trình diễn và Phát triển Công nghệ Năng lượng (EUDP) thuộc Cơ quan Năng lượng Đan Mạch.
Những viên đá có kích thước bằng hạt đậu được nung nóng đến 600 ° C trong các bồn thép lớn, cách nhiệt là trọng tâm của một dự án đổi mới nhằm tạo ra bước đột phá trong việc lưu trữ điện gió và điện mặt trời không liên tục.

Công nghệ lưu trữ năng lượng điện dưới dạng nhiệt trong đá, được gọi là GridScale, và có thể trở thành một giải pháp thay thế rẻ và hiệu quả để lưu trữ năng lượng từ năng lượng mặt trời và gió trong các loại pin dựa trên lithium. Trong khi pin lithium chỉ tiết kiệm chi phí để cung cấp năng lượng trong thời gian ngắn tối đa bốn giờ, hệ thống lưu trữ điện GridScale sẽ hỗ trợ hiệu quả cho việc cung cấp điện trong thời gian dài hơn - lên đến khoảng một tuần.

- Thách thức thực sự duy nhất đối với việc thiết lập nguồn cung cấp điện tái tạo 100% là chúng ta không thể tiết kiệm điện năng được tạo ra trong thời tiết nắng và gió để sử dụng sau này. Nhu cầu và sản xuất không theo cùng một khuôn mẫu. Henrik Stiesdal, người sáng lập công ty công nghệ khí hậu Stiesdal Storage Technologies, công ty đứng sau công nghệ này, cho biết vẫn chưa có giải pháp thương mại nào cho vấn đề này, nhưng chúng tôi hy vọng có thể thực hiện điều này với hệ thống lưu trữ năng lượng GridScale của chúng tôi.

Tóm lại, công nghệ GridScale là về việc làm nóng và làm lạnh đá bazan được nghiền thành những viên đá nhỏ, kích thước bằng hạt đậu trong một hoặc nhiều bộ bể thép cách nhiệt. Cơ sở lưu trữ được nạp năng lượng thông qua một hệ thống máy nén và tuabin, bơm năng lượng nhiệt từ một hoặc nhiều bồn chứa chứa đầy đá mát đến một số lượng tương tự các bồn chứa chứa đầy đá nóng, khi có dư năng lượng từ gió hoặc mặt trời.

Điều này có nghĩa là đá trong bể lạnh trở nên rất lạnh, trong khi chúng trở nên rất nóng trong bể nóng; thực tế lên đến 600oC. Nhiệt có thể được lưu trữ trong đá trong nhiều ngày, và số lượng bộ bể chứa đầy đá có thể thay đổi, tùy thuộc vào thời gian lưu trữ cần thiết.

Khi có nhu cầu sử dụng điện trở lại, quá trình diễn ra ngược lại, do đó đá trong bể nóng trở nên lạnh hơn trong khi chúng trở nên ấm hơn ở bể lạnh. Hệ thống này dựa trên vật liệu lưu trữ rẻ tiền và công nghệ sạc và xả hoàn thiện, nổi tiếng.
â € œBasalt là một vật liệu rẻ và bền vững, có thể lưu trữ một lượng lớn năng lượng trong không gian nhỏ và có thể chịu được vô số lần sạc và phóng điện của cơ sở lưu trữ. Hiện chúng tôi đang phát triển một nguyên mẫu cho công nghệ lưu trữ để chứng minh con đường phía trước trong việc giải quyết vấn đề lưu trữ năng lượng tái tạo - một trong những thách thức lớn nhất đối với sự phát triển năng lượng bền vững trên toàn thế giới, - Ole Alm, người đứng đầu bộ phận phát triển tại nhóm năng lượng Andel, cũng là một phần của dự án.

Nguyên mẫu GridScale sẽ là cơ sở lưu trữ lớn nhất trong hệ thống điện của Đan Mạch, và một thách thức lớn sẽ là làm cho khả năng lưu trữ linh hoạt trên thị trường điện theo cách cung cấp giá trị tốt nhất có thể. Do đó, đây cũng sẽ là một phần của dự án.

Vị trí chính xác của cơ sở lưu trữ nguyên mẫu vẫn chưa được quyết định. Tuy nhiên, nó chắc chắn sẽ ở phía đông của Đan Mạch ở phía nam hoặc phía tây của Zealand hoặc trên Lolland-Falster, nơi sản xuất từ ​​các đơn vị PV lớn mới nói riêng đang tăng nhanh hơn mức tiêu thụ có thể theo kịp.
Tên đầy đủ của dự án đổi mới là â € ˜GridScale - lưu trữ điện quy mô lớn hiệu quả về chi phí và sẽ chạy trong ba năm với tổng kinh phí là 35 triệu DKK (4,7 triệu EUR). Dự án đang được tài trợ 21 triệu DKK (2,8 triệu EUR) từ Chương trình Trình diễn và Phát triển Công nghệ Năng lượng (EUDP).

Ngoài các công ty Stiesdal và Andel, nhóm đối tác bao gồm Đại học Aarhus (AU), Đại học Kỹ thuật Đan Mạch (DTU), Welcon, BWSC (Nhà thầu Burmeister Wain Scandinavian), Energi Danmark và Energy Cluster Đan Mạch.

Các đối tác sẽ cung cấp phân tích hệ thống năng lượng và tối ưu hóa thiết kế cho một cơ sở lưu trữ đá cũng như tối ưu hóa các khái niệm kỹ thuật và hoàn thiện công nghệ GridScale thành một giải pháp có thể mở rộng sẵn sàng đưa ra thị trường.

Ví dụ, mô hình hệ thống năng lượng châu Âu do AU phát triển sẽ được kết hợp với mô hình tối ưu hóa tuabin do DTU phát triển để hiểu rõ hơn về vai trò tiềm năng của cơ sở lưu trữ đá trong bối cảnh châu Âu và để tối ưu hóa thiết kế:

- Việc chuyển đổi sang năng lượng tái tạo thay đổi cách thức hoạt động của hệ thống năng lượng - đơn giản vì năng lượng gió và mặt trời không nhất thiết phải được sản xuất khi chúng ta cần. Do đó, chúng ta cần tìm hiểu cách thiết kế kỹ thuật có thể thích ứng tốt nhất với hệ thống năng lượng và ở những quốc gia nào và khi nào trong quá trình chuyển đổi xanh, công nghệ có giá trị lớn nhất. Chúng tôi sẽ xem xét để xác định sự kết hợp của các công nghệ năng lượng sẽ mang lại giá trị lớn nhất cho giải pháp lưu trữ. Tôi nghĩ rằng công nghệ lưu trữ đá có tiềm năng to lớn ở nhiều nơi trên thế giới và có thể có lợi thế lớn trong quá trình chuyển đổi xanh, - Phó giáo sư Gorm Bruun Andresen từ Khoa Cơ khí và Kỹ thuật Sản xuất tại Đại học Aarhus cho biết.