การจัดเก็บไฮบริดของอากาศอัดและพลังงานความร้อนในโครงสร้างพื้นฐานหลังการขุด

นักวิทยาศาสตร์ในโปแลนด์ได้พัฒนาเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานอากาศอัดโดยใช้ระบบจัดเก็บพลังงานความร้อน (TES) ที่ฝังอยู่ในเพลาเหมืองที่ถูกทิ้งร้าง ระบบทำงานโดยไม่มีแหล่งความร้อนภายนอกและใช้เครื่องอัดอากาศถังเก็บอากาศอัดพร้อมระบบจัดเก็บพลังงานความร้อนในตัวและเครื่องขยายอากาศ

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Silesian ในโปแลนด์ได้พัฒนาเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานอากาศอัด (CAES) ซึ่งใช้ระบบจัดเก็บพลังงานความร้อน (TES) ที่สร้างขึ้นในเหมืองที่ถูกทิ้งร้าง “ แนวคิดการจัดเก็บของเรามีจุดมุ่งหมายเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่และปกป้องโครงสร้างพื้นฐานใต้ดินหลังจากการขุดซึ่งมักจะได้รับความเสียหายอย่างไม่สามารถแก้ไขได้หลังจากปิดเหมือง” Lukasz Bartela ผู้สื่อข่าวของนิตยสาร PV ผู้เขียนการศึกษากล่าว

กลุ่มเชื่อว่าพื้นที่การขุดมีศักยภาพที่จะจัดหาโครงสร้างพื้นฐานพลังงานต้นทุนต่ำ “ เหมืองมักจะอยู่ใกล้โรงไฟฟ้าและ/หรือสถานีกระจายสินค้า” นักวิจัยกล่าว “ สิ่งนี้ทำให้เป็นไปได้ที่จะใช้โครงสร้างพื้นฐานการเชื่อมต่อกริดที่มีอยู่นอกจากนี้ความใกล้เคียงกับพื้นที่อุตสาหกรรมที่พัฒนาขึ้นอย่างมากจะช่วยลดการสูญเสียการส่งกำลังไฟฟ้าไม่จำเป็นต้องสร้างถังเก็บเหนือพื้นดินสำหรับโรงไฟฟ้าความร้อนซึ่งช่วยประหยัดพื้นที่ที่มีอยู่อย่าง จำกัด ”

ระบบทำงานโดยไม่ต้องใช้แหล่งความร้อนภายนอกและใช้เครื่องอัดอากาศถังเก็บอากาศอัดพร้อมการจัดเก็บพลังงานความร้อนในตัวและเครื่องขยายอากาศ องค์ประกอบของระบบสามารถเป็นขั้นตอนเดียวหรือสองขั้นตอน

ในการกำหนดค่าที่เสนอของระบบถัง TPP อยู่ในตัวและเชื่อมต่อกับเครื่องเข้มข้น สิ่งนี้จะช่วยลดการสูญเสียความร้อนแม้ความร้อนจะออกจากวัสดุที่เก็บและผ่านอากาศในถังเพลา ระบบ TPP ปรับให้เข้ากับรูปทรงเรขาคณิตของเหมืองลดสนามถ่ายเทความร้อนซึ่งมีผลในเชิงบวกต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงานของกระบวนการจัดเก็บความร้อน

“ ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของการวางระบบ TES ในปริมาตรของถังความดันคือความเป็นไปได้ในการใช้โครงสร้างเปลือกหอยแบบบางที่เป็นที่ตั้งของวัสดุสำหรับการจัดเก็บพลังงานความร้อน” Bartela อธิบาย “ สิ่งนี้สามารถลดค่าใช้จ่ายของระบบ CHP ได้อย่างมาก”

ในการแบ่งถังออกเป็นส่วน ๆ ถังเหล็กที่มีก้นเจาะรูซึ่งทำให้ง่ายต่อการติดตั้งและตรวจสอบชั้นของวัสดุดูดซับความร้อนเป็นระยะ “ การสื่อสารระหว่างส่วนต่าง ๆ จะเป็นไปได้ด้วยความช่วยเหลือของบันไดซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบการวางตำแหน่งแนวตั้ง TES” นักวิทยาศาสตร์กล่าว

ในระหว่างขั้นตอนการชาร์จไฟฟ้าจะใช้ในการขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์ ระบบใต้ดินไฮบริดให้อากาศอัดร้อนไปยังถังผ่านท่อทางเข้าพร้อมวาล์วปิดเครื่องในตัว จากนั้นอากาศจะผ่านระบบ TES ทำให้วัสดุที่เก็บไว้ให้ความร้อน

ในระหว่างขั้นตอนการขนถ่ายอากาศจะผ่านระบบ TES เอาความร้อนออกจากวัสดุสะสม จากนั้นอากาศร้อนจะเข้าสู่ตัวขยายซึ่งขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า “ มันเป็นประโยชน์ที่จะเติมอุปกรณ์ TES ด้วยปริมาณที่เพียงพอของวัสดุเก็บความร้อนที่เหมาะสมเพื่อดูดซับความร้อนซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการระบายความร้อนสูงของอากาศที่เก็บไว้” กลุ่มเน้น “ โดยการ จำกัด อุณหภูมิของอากาศในที่เก็บของที่สัมผัสกับเปลือกถังใต้ดินการสูญเสียความร้อนจะลดลงซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพการจัดเก็บพลังงานของระบบ CAES”

พวกเขาคำนวณความสามารถในการจัดเก็บอากาศอัด 60,000 ลูกบาศก์เมตรและแรงดันสูงสุด 5 เมกะแคสกัล (MPA) จากสิ่งนี้พวกเขาคำนวณว่าโรงงานจะมีความสามารถในการจัดเก็บพลังงาน 140 mWh ด้วยประสิทธิภาพการเดินทางไปกลับประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์และถังเก็บที่มีประสิทธิภาพการใช้พลังงาน 95 เปอร์เซ็นต์

พวกเขายังอธิบายว่าในกรณีพิเศษความดันอากาศสามารถรักษาได้ในระดับสูงถึง 8 MPa ขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของเหมือง “ ในกรณีนี้ความสามารถด้านพลังงานของระบบสามารถเกิน 200 MWh” Bartela เน้น “ จากมุมมองทางเศรษฐกิจมันจะเป็นประโยชน์มากที่สุดในการใช้หินธรรมดาในระบบ TES เช่นหินแกรนิตหรือหินบะซอลต์อย่างไรก็ตามการวิจัยเกี่ยวกับวัสดุสังเคราะห์ทางเลือกกำลังดำเนินการที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีซิเลเซียน”

กลุ่มนำเสนอแนวคิดของการจัดเก็บพลังงานในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสารการจัดเก็บพลังงานเพื่อประเมินศักยภาพพลังงานของระบบจัดเก็บพลังงานอากาศที่ถูกบีบอัดอะเดียแบติกหลังการเก็บเกี่ยวโดยใช้ระบบจัดเก็บพลังงานความร้อนใหม่ “ ปัจจุบันเรากำลังทำงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบถังเก็บความร้อนซึ่งสามารถลดค่าใช้จ่ายของโมดูล CHP ได้” Bartela กล่าวสรุป

จากข้อมูลของกลุ่มโปแลนด์มีเหมืองถ่านหินที่ใช้งานอยู่ 139 แห่งและเหมืองทองแดงและเกลือหิน 34 แห่ง ขณะนี้มีแผนที่จะรื้อถอน 39 ซึ่งประมาณครึ่งหนึ่งใช้สำหรับการสูบน้ำ เหมืองที่ลึกที่สุดมีความลึกมากกว่า 1300 เมตร

เนื้อหานี้มีลิขสิทธิ์และอาจไม่ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ หากคุณต้องการเป็นพันธมิตรกับเราและนำเนื้อหาบางส่วนของเรากลับมาใช้ใหม่โปรดติดต่อ editors@pv-magazine.com

ฉันต้องการช่วยโครงการนี้และเทคโนโลยีหลักในเมืองที่อยู่อาศัย

โดยการส่งแบบฟอร์มนี้คุณตกลงที่จะใช้ข้อมูลของคุณโดยนิตยสาร PV เพื่อเผยแพร่ความคิดเห็นของคุณ

ข้อมูลส่วนบุคคลของคุณจะถูกเปิดเผยหรือแบ่งปันกับบุคคลที่สามเพื่อวัตถุประสงค์ในการกรองสแปมหรือจำเป็นสำหรับการบำรุงรักษาเว็บไซต์ จะไม่มีการโอนย้ายไปยังบุคคลที่สามใด ๆ เว้นแต่จะได้รับการพิสูจน์โดยกฎหมายคุ้มครองข้อมูลที่เกี่ยวข้องหรือนิตยสาร PV จำเป็นต้องทำตามกฎหมายที่จะทำเช่นนั้น

คุณสามารถเพิกถอนความยินยอมนี้ได้ตลอดเวลาในอนาคตซึ่งในกรณีนี้ข้อมูลส่วนบุคคลของคุณจะถูกลบทันที มิฉะนั้นข้อมูลของคุณจะถูกลบหากบันทึก PV ได้ประมวลผลคำขอของคุณหรือตรงตามวัตถุประสงค์ในการจัดเก็บข้อมูลแล้ว

การตั้งค่าคุกกี้ในเว็บไซต์นี้ถูกตั้งค่าเป็น“ อนุญาตให้คุกกี้” ให้ประสบการณ์การท่องเว็บที่ดีที่สุดแก่คุณ หากคุณยังคงใช้เว็บไซต์นี้โดยไม่ต้องเปลี่ยนการตั้งค่าคุกกี้หรือคลิก“ ยอมรับ” ด้านล่างคุณยอมรับสิ่งนี้