Tools

Промисловий накопичувач енергії

Більше, ніж просто гаряче повітря

29 березня 2017 р.

Промисловий накопичувач енергії

«Зелена» енергія накопичується у формі гарячого повітря в каменях, які, за необхідності, віддають тепло генератора. Експерти з департаменту Corporate Technology вдосконалили цю інноваційну технологію.

Те, що штормовий циклон може приносити і користь, було продемонстровано 1 грудня 2016р. Завдяки циклону Тереза, електромережа по всій Німеччині з різним інтервалом часу отримала більш ніж 31.000 мегават повітряної електроенергії. Оскільки в безвітряні дні вдається отримати набагато менше енергії, ці коливання необхідно вирівняти, щоб забезпечити стабільність електромережі. Саме тому технології накопичення енергії стають все більш популярними.

Нове рішення для накопичення і збереження енергії називається Future Energy Solution (FES). Його  було розроблено компанією Сіменс спільно з Технічним Університетом Гамбург і постачальником електроенергії м. Гамбург в рамках проекту "Future Energy Systems / енергетичні системи майбутнього /" за підтримки Федерального міністерства економіки. Демонстраційна установка промислового масштабу, яка знаходиться в Гамбурзі, може накопичувати вітрову електроенергію на протязі від декількох годин до одного дня.

  • media title1
  • media title2
  • media title3
  • media title4
  • media title5

    Простий принцип накопичення

    Принцип роботи установки простий: Надлишок вітрової енергії перетворюється в тепло і передається в кам'яний насип, захищений ізоляційним матеріалом. При цьому камені розігріваються до температури 600 градусів за Цельсієм. Якщо виникає потреба в накопиченій енергії, камені розігрівають потік повітря, щоб запустити паровий цикл. Таким чином виникає відновлення електроживлення. Цей простий процес з використанням природних каменів найменш витратний, завдяки чому накопичувач тепла стає найбільш економічним рішенням.

    З 2016р. експерти дослідницького відділу Distributed Energy Systems and Heat Conversion вивчають на тестовій установці в м. Ерланген передачу тепла всередині кам'яного насипу. «Термічний накопичувач - це серце Гамбурзької установки», - зазначив керівник проекту Corporate Technology Володимир Данов. «Щоб підвищити загальну ефективність, важливо зрозуміти феномен передачі тепла в накопичувачі». Данов і його команда цікавляться розподілом потоків і тепла, їх коливаннями і втратами в накопичувачі.

    Промисловий накопичувач енергії
    Керамічні кульки полегшують проведення вимірювань

    Установка, довжиною близько п'яти метрів, вбудована в контейнер. Замість каменів з метою дослідницьких цілей в накопичувачі розмістили керамічні кульки - близько 13 000 штук. «Їхня перевага полягає у тому, що вони всі однакового розміру і форми, так що передача тепла і процеси в насипу можна легше розрахувати», пояснив Данов. «Ми застосовуємо керамічні кульки тільки на фазі тестування», заявив він. «Наступним кроком буде наповнення накопичувача натуральним каменем, щоб дослідити вплив різнорідної форми і різних характеристик матеріалу».

    50 температурних датчиків в накопичувачі

    З метою отримати більш детальні дані, дослідники вбудували в накопичувач близько 50 термоелементів. Вони вимірюють температуру в різних місцях кам'яного насипу. Поряд з цим, експерти контролюють також обсяг повітряного потоку і втрати тиску всередині накопичувача.

    Укомплектована установка запланована на початок 2018 р.

    Наступною метою є спорудження накопичувача у вигляді комплексної установки, тобто з технологічною частиною рекуперації електроенергії. Саме цієї частині не вистачає в прототипах в Гамбурзі і Ерлангені. Спочатку 2018 р. в Гамбург-Альтенвердере повинна з'явитися укомплектована установка. Її ККД становитиме 25 відсотків. З її допомогою можна на 50 відсотків підвищити ККД промислової установки потужністю понад 100 мегават. При цьому накопичувач був би найважливішим елементом в переході на альтернативні види енергії і повністю виправдав би свою назву - Future Energy Solution (Енергозберігаючі технології майбутнього).