По мере того, как в мировом сообществе всё более возрастает важность эффективности и ухода от углеводородной зависимости (использования нефти и природного газа), постоянно появляются соответствующие экологические проекты. Большинство из них посвящены вопросам получения энергии, освоению её альтернативных источников. В частности – солнца и ветра. Однако Солнце ежедневно заходит за горизонт, и даже днём не всегда появляется, а ветер стихает. Поэтому основной проблемой становится накопление электроэнергии в период доступности этих источников.
В рамках данных исследований в Национальной лаборатории возобновляемой электроэнергетики (NREL, США) при реализации проекта Enduring прорабатывается концепция накопления электроэнергии при помощи песка.
Принцип действия
Основным «топливом» в данном случае является кварцевый песок. Во время повышенной солнечной активности и при сильном ветре электрические нагреватели способны прогреть песок до температуры 1100-1200°C. Чтобы тепло лучше сохранялось, находиться песок будет в бункерах из бетона. Такая конструкция способна запасать до 26 000 МВт/час энергии тепла.
Для того, чтобы достичь этого эффекта, сильно нагретый песок подаётся в калорифер. Он обустроен как теплообменник с образующимся в нём водяным паром. Этот пар, будет подаваться на турбогенераторы, который достигает необходимых температурных значений.
Перспективы применения
Таким образом, накапливание электроэнергии играет самую важную роль для обеспечения непрерывного электроснабжения. Оно позволяет производителям на все 100 % использовать достоинства данного метода при ярком солнце и/или в при выраженном ветре. Для кратковременного сохранения электроэнергии нашлась отличная альтернатива литий-ионным аккумуляторам.
Данную систему достаточно легко масштабировать. Её планируется устанавливать на выведенных из эксплуатации газовых и угольных электростанциях. Себестоимость её не будет высокой – примерно 2-4 доллара США на 1 кВт/час накапливаемого тепла, если разность температур песка будет равна 900°C.
Внедрение системы накопления тепловой энергии на основе нагрева кварцевого песка открывает широкие возможности в различных сферах. Имеется возможность создать большое число подобных хранилищ с небольшими затратами. Причём тепло будет сохраняться в течение более длительного времени и с большей ёмкостью, чем могут обеспечить солнечные батареи. Для того, чтобы выяснить это, исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) тщательно тестировали возможности новой технологии хранения тепловой энергии, которая существенно меняет текущий расклад при использовании недорогого кварцевого песка в качестве теплоносителя.
Эффективность работы будет определяться тем, в каком режиме функционирует паросиловая установка – конденсации или когенерации. На текущее время сделан прототип этой системы. Если его функционирование и в дальнейшем не даст сбоев, преобразование возобновляемой электроэнергии в тепло является одним из способов постепенного ухода от использования углеводородов.
#электроэнергетика #новые изобретения #накопление электроэнергии #технологии будущего
