Hybridlagring av tryckluft och termisk energi i infrastruktur efter gruv

Forskare i Polen har utvecklat tryckteknik för tryckluftenergi med termiska energilagringssystem (TES) inbäddade i övergivna gruvaxlar. Systemet fungerar utan en extern värmekälla och använder en luftkompressor, en tryckluftslagringstank med ett inbyggt termiskt energilagringssystem och en luftutbyggnad.

Ett team av forskare från Silesian University of Technology i Polen har utvecklat tryckteknik för tryckluftenergi (CAES), som använder termiska energilagringssystem (TES) inbyggda i övergivna gruvor för att effektivt återanvända tryckluftstankar. "Vårt lagringskoncept syftar till att återanvända och skydda underjordisk infrastruktur efter gruvdrift, vilket ofta är oåterkalleligt skadat efter minstängning," sa Lukasz Bartela, korrespondent för PV Magazine, författare till studien.

Gruppen anser att gruvområden har potential att tillhandahålla energiinfrastruktur med låg kostnad. "Gruvorna är ofta belägna nära kraftverk och/eller distributionsstationer," sade forskarna. "Detta gör det möjligt att använda den befintliga infrastrukturen för nätanslutning. Dessutom minskar närheten till högutvecklade industriområden kraftöverföringsförluster. Det finns inget behov av att bygga över marklagringstankar för termiska kraftverk, vilket sparar det begränsade tillgängliga utrymmet."

Systemet fungerar utan att använda en extern värmekälla och använder en luftkompressor, en tryckluftslagringstank med inbyggd termisk energilagring och en luftutbyggnad. Systemelement kan vara enstegs eller tvåstegs.

I den föreslagna konfigurationen av systemet är TPP-tanken inbyggd och ansluten till koncentratorn. Detta hjälper till att minska värmeförlusten även när värmen lämnar förvaringsmaterialet och passerar genom luften i axtanken. TPP -systemet anpassar sig till gruvens geometri och minskar värmeöverföringsfältet, vilket har en positiv effekt på energieffektiviteten i värmelagringsprocessen.

"Den största fördelen med att placera TES-systemet i volymen på en trycktank är möjligheten att använda en tunnväggig skalstruktur som innehåller materialet för lagring av termisk energi," förklarade Bartela. "Detta kan avsevärt minska kostnaden för CHP -systemet."

För att dela tanken i sektioner används stålcylindrar med en perforerad botten, vilket gör det enkelt att installera och regelbundet inspektera skiktet av värmeborberande material. "Kommunikation mellan avsnitt kommer att vara möjlig med hjälp av stegar, som också ingår i TES vertikala positioneringssystem," konstaterade forskarna.

Under laddningsfasen används el för att driva kompressorn. Hybrid underjordiska system levererar varm tryckluft till tanken genom en inloppsrör med inbyggda avstängningsventiler. Luften passerar sedan genom TES -systemet och värmer det lagrade materialet.

Under lossningsfasen passerar luften genom TES -systemet och tar bort värme från det ackumulerade materialet. Den varma luften kommer sedan in i en expander, som driver en generator för att generera el. "Det är fördelaktigt att fylla TES -enheten med en tillräcklig volym lämpligt termiskt lagringsmaterial för att absorbera värme, vilket är viktigt för hög kylning av den lagrade luften," betonade gruppen. "Genom att begränsa temperaturen på luften i lagring som är i kontakt med det underjordiska tankskalet kommer värmeförlust att reduceras, vilket kommer att öka energilagringseffektiviteten för CAES -systemet."

De beräknade en tryckluftslagringskapacitet på 60 000 kubikmeter och ett maximalt tryck på 5 megapascals (MPA). Baserat på detta beräknade de att anläggningen skulle ha en energilagringskapacitet på 140 MWh med en tur och returseffektivitet på cirka 70 procent och en lagringstank med en energieffektivitet på 95 procent.

De förklarar också att i speciella fall kan lufttrycket upprätthållas på en nivå av upp till 8 MPa, beroende på gruvens specifika egenskaper. "I detta fall kan systemets energikapacitet överstiga 200 MWh," betonar Bartela. "Ur ekonomisk synvinkel skulle det vara mest fördelaktigt att använda vanliga bergarter i TES -systemet, såsom granit eller basalt. Men forskning om alternativa syntetiska material för närvarande genomförs vid Silesian University of Technology."

Gruppen presenterade begreppet energilagring i en studie som nyligen publicerades i Energy Storage Journal som utvärderade energipotentialen för ett adiabatiskt efter-skörd av tryckluftenergi-lagringssystem baserat på ett nytt termiskt energilagringssystem. "För närvarande arbetar vi bara med att optimera utformningen av värmelagringstanken, vilket kan minska kostnaden för CHP -modulerna," avslutar Bartela.

Enligt gruppen har Polen 139 aktiva kolgruvor och 34 aktiva koppar- och bergsaltgruvor. Det finns för närvarande planer på att avveckla 39, varav ungefär hälften används för att pumpa vatten. Den djupaste gruvan har ett djup på över 1300 meter.

Detta innehåll är upphovsrättsskyddat och får inte återanvändas. Om du vill samarbeta med oss ​​och återanvända en del av vårt innehåll, vänligen kontakta redaktörer@pv-magazine.com.

Jag skulle vilja hjälpa till med detta projekt och master -teknik i en bostadsstad.

Genom att skicka detta formulär samtycker du till användningen av dina data från PV Magazine för att publicera dina kommentarer.

Dina personuppgifter kommer endast att avslöjas eller på annat sätt delas med tredje parter för skräppostfiltreringsändamål eller vid behov för att underhålla webbplatsen. Inga andra överföringar till tredje parter kommer att göras om inte motiverade av tillämpliga lagar om dataskydd eller PV -tidning krävs enligt lag att göra det.

Du kan återkalla detta samtycke när som helst i framtiden, i vilket fall dina personuppgifter kommer att raderas omedelbart. Annars kommer dina data att raderas om PV -loggen har behandlat din begäran eller datalagringsändamålet har uppfyllts.

Kakinställningarna på denna webbplats är inställda på att "tillåta cookies" att ge dig den bästa surfupplevelsen. Om du fortsätter att använda den här webbplatsen utan att ändra dina cookieinställningar eller klicka på "Acceptera" nedan, samtycker du till detta.