Kamenje za skladištenje energije

Skladištenje energije je jedan od ključnih izazova za implementaciju održivih, ali isprekidanih izvora električne energije poput sunca i vetra. Inženjeri u Sandia nacionalnoj laboratoriji sarađuju sa CSolPower LLC sa sedištem u Novom Meksiku kako bi razvili veoma pristupačnu metodu za postizanje tog skladišta. 

Toplotna energija je energetski veoma gusta — u osnovi možete koristiti bilo koji materijal koji može da izdrži visoke temperature za skladištenje toplote, a zatim je isporučite kada vam zatreba. „Recimo da imate fotonaponsku ili vetroelektranu i da previše proizvodite usred dana. Možete uzeti taj višak električne energije i zagrejati vazduh pomoću velikog otpornog grejača“, rekao je inženjer kompanije Sandia Luke McLaughlin. Zatim možete koristiti duvaljku da gurnete zagrejani vazduh kroz sloj šljunka, koji je prilično porozan. To prenosi toplotu iz vazduha na stene. Zatim zatvorite neke ventile i sistem prelazi u režim „čekanja“ satima, danima ili nedeljama, sve dok ne bude potrebno da se otpusti obrnutim protokom. „Stene imaju toliko površine da duvate kroz ono što je u suštini veliki sunđer – to je mnogo prostora za prenos toplote“, rekao je Nathan Schroeder, mašinski inženjer iz Sandia. 

Kada je toplotna energija spremna za korišćenje, ona se vraća nazad u vazduh. Zagrejani vazduh se može ili direktno poslati u proces ili se može koristiti za stvaranje pare za pogon turbine kao što biste to učinili u tradicionalnom ciklusu napajanja. 

Tim je napravio prototip probne postavke od 100 kilovat-časova i napunio stene vazduhom od 500 °C (932 °F). Tokom ispitivanja, stene su ostale na temperaturi 20 sati. „Pošto gledamo na proces visoke temperature, mi zapravo stvaramo efikasniji sistem nego što biste imali da skladištite električnu energiju sa litijum-jonskim baterijama – i to po mnogo nižoj ceni“, rekao je Schroeder. „Primarna prednost ovde je cena ovog sistema jer je to samo sloj šljunka, što smanjuje potrebu za skupim materijalima. A takođe ne postoji ni cena zamene koju biste imali sa Li-jonskim baterijama. 

„Instalirani trošak za naš sistem za skladištenje toplote je manji od 5-10 USD po termalnom kWh, u poređenju sa drugim tehnologijama skladištenja energije, koje su u rasponu od 150-200 USD po kWh električne energije“, dodao je McLaughlin. 

U njihovoj trenutnoj primeni, koristili su veliki rezervoar za poljoprivrednu stoku, koji je bubanj prečnika šest stopa koji se obično koristi za seno ili hranu za stoku. U zavisnosti od konkretne instalacije, možete iskopati rupu u zemlji ili napraviti gomilu u obliku piramide na površini. 

Prema McLaughlinu, testni sistem je imao efikasnost od oko 85-90 posto. „I zapravo, pošto je ovo manji prototip, na kraju imate nepovoljan odnos zapremine šljunka prema njegovoj ukupnoj površini. To rezultira većim procentom gubitka toplote u odnosu na količinu energije koju možete uskladištiti. Ako biste ovo napravili zaista velikim, imao bi manji gubitak toplote i počeli biste da gledate na efikasnost povratnog putovanja do 95 procenata, možda čak i više“, rekao je on. 

Jedna od ranih primena je zagrevanje plastenika preko zime kako bi biljke mogle da se gaje tokom cele godine. „To je nešto što može da koristi mnogo struje. Dakle, možete postaviti solarne panele, instalirati naš sistem za skladištenje i moći ćete da zagrevate staklenik preko noći energijom prikupljenom tokom dana“, rekao je McLaughlin. On je dodao da su operateri staklenika već pokazali interesovanje da isprobaju ovaj proces. 

Dok Sandia tim nastavlja svoja istraživanja u oblastima kao što su strategija kontrole i kako povezati sloj vrućih stena u proces koji zahteva toplotu, CSolPower je fokusiran na dovođenje ove tehnologije na komercijalna tržišta. „Očekujemo da ćemo u naredne godine do dve najverovatnije demonstrirati jedan od ovih kreveta u komercijalnoj primeni“, rekao je Schroeder. 

Izvor: techbriefs.com